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桑树是多年生的重要经济作物,是家蚕的饲料。我国地域辽阔、生态环境各异、经过长期的自然选择和人工选育,形成了丰富的桑树种质资源。地方品种的选拨是桑树品种选育的一个重要手段,这些地方品种的选拔与推广,极大地促进了全国各地蚕桑生产的发展。随着桑树育种技术的进步,全国各蚕业科研单位、大专院校先后开展了桑树的有性杂交育种、诱变育种、多倍体育种等研究,并取得了重要进展。
黄河下游的山东、河北两省地处,栽桑历史悠久,是我国北方主要蚕区,桑树品种资源极为丰富,尤其山东是鲁桑的发源地。根据我国桑资源的分布,共分为8个不同的生态类型(黄河下游山东、河北境内的鲁桑地方品种就是其中一个重要的生态类型),每个地区生态型的桑种质形成了不同的特征特性,其枝条形态、叶形大小、发芽期、抗逆性等方面都有所差异。这些地方品种是经过长期的自然演化和人工选择而保留下来的,对当地生态条件的适应性是外来品种无法比拟的,浙江、江苏的湖桑、安徽的摘桑、珠江流域的广东桑、四川的嘉定桑等都是具有典型特征的优良地方品种,目前仍然在各自所在的蚕区广泛利用。这些地方品种包含许多优异性状和特异基因,栽培品种有许多是从这些地方类型中选拔出来的。
本文利用ISSR分子标记,开展了山东、河北两省的鲁桑地方品种、白桑地方品种资源的遗传多样性研究。这对我国桑树选育品种的分子鉴定、遗传改良、种质保护、核心种质的构建、重要农艺性状基因定位以及分子辅助育种都具有重要的实用价值和理论意义。本论文的主要研究内容如下:
一、鲁桑地方品种遗传多样性的ISSR分析
应用ISSR标记技术对山东、河北鲁桑(Morus multicaulis Perr)类型的46个地方品种遗传多样性进行了分析。利用PopGene软件分析遗传相似系数,UPGMA方法聚类,构建亲缘关系系统图。结果:l5个引物共得到109条扩增条带,其中有81条呈现多态性,占74.31%,遗传相似系数变化范围为0.6020~0.8980。聚类结果显示鲁桑类型桑与地理分布有一定的相关性,来源于同一地区的部分品种聚在一起,呈现出一定的地域性分布规律。
二、利用分子标记技术构建鲁桑核心种质资源
根据ISSR分子标记聚类结果和树型图,对46份鲁桑种质资源采用逐步聚类随机取样法选择核心种质。用统计软件SPSS对初始种质和核心种质群体的观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon’s 信息指数分别t检验,可以看出核心种质保留了初始种质23.91%的样品,多态性位点、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon’s 信息指数的保有率分别为89.02%,89.03%,95%,102.24%,103.99%,101.26%。表明核心种质能很好的代表初始种质。
三、白桑资源遗传多样性的ISSR分析
采用ISSR分子标记技术对黄河下游的山东、河北地区白桑资源进行了遗传多样性分析。利用26个引物对24份白桑品种进行了多态性筛选,共选出13个多态性引物用于分析其遗传多样性。筛选的13条ISSR引物共扩增86条扩增带,其中多态性条带63条,多态性比率为73.25%,ISSR标记遗传相似系数范围在0.6706~0.9529。通过类平均聚类(UPGMA)法分析,24份材料聚分为2大类。表明:用ISSR标记技术评价白桑地方品种的遗传多样性、亲缘关系、遗传进化等有很好的适用性,可为新品种的早期材料选择及杂交亲本的选配提供依据。