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荸荠(Eleocharis tuberosa Schulut)是莎草科(Cyperaceae)荸荠属(Eleocharis R.Br.)的多年生浅水草本植物。荸荠以地下球茎为食用部分,在我国长江以南各省都有栽培,是一种重要的地方特色保健蔬菜,具有一定的药用价值。
目前,分子标记被广泛应用于植物的亲缘关系分析、种质鉴定、遗传图谱构建、目标基因定位、辅助育种等各个方面,但在荸荠方面的应用较少。本试验选取了24个荸荠品种(包括1个野生种和23个地方荸荠品种),对球茎的纵、长径、单球茎重、其淀粉含量等9个数量性状,球茎形状、脐部、表皮颜色等8个质量性状,进行了聚类分析。并应用RAPD(Random Amplified polymorphism DNA)和ISSR(inter-simple sequence repeat)分子标记技术对24个不同地方荸荠品种进行了种质遗传多样性分析。其研究结果如下:
1.贺州芳林、桂蹄一号、广西全州、安徽庐江等7个地方荸荠品种单球茎重高,可溶性糖含量高,可作为鲜食材科进行引种和示范推广:广东番禺荸荠-Ⅰ、广西平乐荸荠-Ⅰ等5个品种的淀粉含量相对较高,可作为淀粉型荸荠的引进和示范推广。
2.形态学性状的聚类分析把供试的24个品种分为二个类群。第一类群只有野生荸荠1个品种,第二类群为23个地方栽培的荸荠品种,第二类群中又可分为5亚类。从分析结果可以看出。野生荸荠与23个地方栽培种的距离相对较远,而23份地方栽培种间的距离较小,这与从形态上难以鉴定品种的结果基本相符。
3.用SDS改良方法提取荸荠基因组DNA,其浓度和纯度达到了RAPD和ISSR分子标记技术的要求。
4.建立适合于荸荠RAPD和ISSR分子标记技术的扩增体系。
5.从100条RAPD引物中筛选出适合荸荠种质分析的15条RAPD引物,共扩增出81条带,平均每条引物扩增出5.4条带,多态性为61条带,多态性比例为75%。通过UPGMA聚类结果分析,建立了24个荸荠品种亲缘关系系统树,在遗传距离0.33处,24个品种被分为五类。
6.从96条ISSR引物中筛选出适合荸荠种质分析的11条ISSR引物,共扩增出86条带,平均每条引物扩增出7.8条带,多态性为69条带,多态性比例为80.3%。通过UPGMA聚类结果分析,建立了24个荸荠品种亲缘关系系统树,在遗传距离0.35处,24个品种被分为五类。
7.RAPD和ISSR实验数据混合后的综合聚类分析,在遗传距离GD=0.35,可将24份荸荠品种划分为5组,与分别用RAPD和ISSR聚类的结果基本一致,24份荸荠材料存在着一定的遗传多样性,各组间的遗传距离较小,表明它们之间的亲缘关系较近,但也存在着一定的差异。