【摘 要】
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圭亚那柱花草(Stylosanthesguianensis)为多年生植物,是全球热带及亚热带地区广泛种植的优良豆科牧草。其特点是适应性强、耐酸瘠土、耐干旱且饲草产量高,但存在木质化程度高和不可饲用部分比例较高等问题。本研究在群体结构分析基础上,将木质素相关性状与SSR标记进行关联分析,结合热研5号圭亚那柱花草石蜡切片观察和转录组测序结果,探究木质素合成分子机理,从而为种质评价、分子育种和解释遗传机
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圭亚那柱花草(Stylosanthesguianensis)为多年生植物,是全球热带及亚热带地区广泛种植的优良豆科牧草。其特点是适应性强、耐酸瘠土、耐干旱且饲草产量高,但存在木质化程度高和不可饲用部分比例较高等问题。本研究在群体结构分析基础上,将木质素相关性状与SSR标记进行关联分析,结合热研5号圭亚那柱花草石蜡切片观察和转录组测序结果,探究木质素合成分子机理,从而为种质评价、分子育种和解释遗传机理奠定基础。主要研究结果如下:(1)测定100份营养生长期圭亚那柱花草材料的含水量、茎叶比、总木质素量及组分等7个指标并进行方差分析,结果表明7个指标在不同种质间差异显著。从变异系数(cv)可知,圭亚那柱花草木质素含量相关性状中S-木质素(33.64%)和G-木质素(28.39%)变异最大,其次是H-木质素(25.98%),总木质素(25.82%)和茎叶比(18.67%)较小,S/G(11.14%)和含水量(5.73%)最小。进一步相关分析表明,总木质素与G-木质素和S-木质素均呈极显著正相关(P<0.01);G-木质素与S-木质素及S/G值均呈极显著正相关,与含水量呈极显著负相关;S-木质素与S/G值呈极显著正相关,与含水量呈极显著负相关;含水量唯独与茎叶比呈显著正相关。(2)用30个SSR分子标记对131份圭亚那柱花草种质进行多样性分析,得到11 1个多态性位点,每个SSR标记的Shannon信息指数(I)和多态性信息含量(PIC)分别为 0.045(RM145)～1.009(RM138)和0.015(RM145)～0.508(RM5),平均为 0.470 和0.217。材料间的遗传相似系数介于0.629～0.985,平均为0.882。其中CIAT 50与品6柱花草的遗传相似系数最低。根据分子标记数据进行群体结构分析,当ΔK达到最大时,K=6,将供试材料划分为6个群体。类群1材料最多,有36份,亲缘关系比较近,遗传基础差异不大。类群2最少仅9份,均来自不同国家。归入类群3的种质,主要来自CIAT和CATAS。类群4可分为国内和国外两个亚群。划分为类群5的材料虽来自不同国家,但遗传背景简单,与其他亚类之间较少基因交流。类群6共包含16份材料,其来源比较单一。剩余28份种质组成混合群体。(3)以群体结构分析为基础,将等位基因与木质素相关性状关联分析,共获得51个与之紧密关联等位基因多态性位点。其中与总木质素关联的SSR位点仅1个;与G-木质素相关的位点最多,有16个;与H-木质素、G/S值、含水量、茎叶比相关的SSR位点均有6个;与S-木质素相关联位点有10个;其中RM207-1和RM302-1这两个位点,与G-木质素、H-木质素、G/S值、含水量和茎叶比等5个性状均高度关联。(4)转录组测序共获得58821个有注释信息的Unigene,平均长度1050.21bp。将所有Unigene在Nr和BLASTP数据库中进行比对,结果分别比对到32375条及19008条Unigene;在GO数据库中,所注释到的54829条Unigene分别匹配到生物功能、分子功能和细胞组分3个本体的52个功能组中;与KOG数据库进行注释比对,根据其功能将注释到的Unigene划分为24类;KEGG数据库比对注释到2320条热研5号圭亚那柱花草的Unigene,可分为127条代谢途径;
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