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野生大豆(Glycine soja Sieb. et Zucc.)是栽培大豆的野生祖先,蕴含着许多优良基因。对野生大豆的研究利用将会大大拓宽栽培大豆育种的遗传基础。湖南新田位于南岭北缘,该地区野生大豆分布广泛、类型丰富,有必要保护利用这些宝贵的资源。了解群体的遗传结构是制订合理保护利用策略的前提。本研究调查了湖南新田野生大豆的分布情况以及野生大豆的生境和主要植物学性状,利用SSR分子标记初步分析了8个野生大豆居群的遗传多样性;在此基础上,围绕大冠岭选择了16个野生大豆居群,对其遗传结构进行了深入分析,明确了野生大豆居群遗传多样性和空间的关系,为制定合理的保护利用策略提供了理论依据;进一步利用SSR标记比较了新田野生大豆和部分地方品种的遗传关系,试图探讨栽培大豆和新田野生大豆的遗传关系。研究结果表明:
1)湖南新田野生大豆分布广泛,生境复杂,主要分布于水沟旁、池塘边、田埂旁、路边等地方。野生大豆常以一些小灌木和一些主茎明显的草类为伴生植物。通过植物学性状调查,发现湖南新田野生大豆遗传多样性比较丰富。
2)分子方差(AMOVA)分析表明,居群间存在着严重的遗传分化。大部分遗传变异存在于居群间,而小部分遗传变异存在于居群内。用遗传距离聚类时在遗传距离约1.0处大冠岭地区的几个野生大豆居群聚为一组,而远离大冠岭的居群分别聚为不同组。
3)湖南新田野生大豆居群遗传多样性表现出明显的空间特征,大冠岭中部的向西岭、桑子、桑子路边等居群表现较高的遗传多样性,而远离大冠岭地区野生大豆居群表现较低的遗传多样性,表明大冠岭是新田野生大豆的一个多样性中心。
4)野生大豆居群的遗传距离和地理距离间在一定范围内呈正相关关系,新田野生大豆居群的遗传多样性呈现随海拔升高而增加的趋势。
5)湖南新田野生大豆与中国部分地方品种在遗传基础上存在本质差异,大部分位点上存在各自特异等位变异,其中两个位点Satt203、Satt279没有共有等位基因。在相似系数为0.17处可将栽培大豆和野生大豆完全分开,栽培大豆聚类无明显地域性。各栽培大豆地方品种与新田野生大豆平均相似系数比较发现,东北春大豆小白眉和桑子、桑子路边居群中部分个体相似系数高,北方春大豆羊眼晴豆和青龙树居群中部分个体的相似系数高。
本研究初步明确了湖南新田野生大豆的分布、生境和遗传结构,为湖南新田野生大豆保护与利用策略的制定提供了理论依据。