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云南同名地方稻种资源主要表型性状及遗传变异的比较分析

2022-10-11陈越陈玲钟巧芳张敦宇李婷婷程在全

南方农业学报 2022年7期
关键词:稻种表型同名

陈越,陈玲,钟巧芳,张敦宇,李婷婷,程在全

(云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业农村部西南作物基因资源与种质创制重点实验室,云南昆明650205)

0 引言

【研究意义】我国作为水稻的栽培古国和亚洲栽培稻的起源地之一,蕴藏着丰富的水稻种质资源。云南省地处我国的西南边境,具有独特的地理、气候及人文条件,是我国稻种资源最大的遗传和生态多样性中心(陈越等,2019a,2019b;赵才美等,2020)。目前,收集保存于我国国家种质库中的水稻资源有8万余份,其中,仅云南省农作物种质资源保存库中保存的水稻资源就达1.1万余份,这些宝贵的水稻种质资源在国内外水稻育种和生产上发挥了重要的作用(唐如玉等,2019)。但在国家及各地方水稻种质资源保存工作中,存在较多的同名地方稻种资源,这些同名地方稻种资源可能是来源及收集时间不同的同一品种或近缘品种,也可能是品种不同但名字相同的材料,对保存于作物种质库中同名资源的鉴定评价,剔除重复保存的资源,可减少种质库资源保存的空间压力和资金投入,以最小数量的遗传资源最大限度地保护同名资源群体的遗传多样性和完整性,减轻资源保存者的工作量,提高整个种质库的管理水平、利用率及利用效果(肖军治等,2011)。因此,对云南同名地方稻种资源主要表型性状及遗传变异进行比较分析,为云南地方稻种质资源的保存、研究和利用具有重要意义。【前人研究进展】近年来,对作物同名资源的鉴定评价工作得到了越来越多研究者的关注,许多种质资源工作者已对大豆(闫哲等,2003)、玉米(许洛等,2009)、甘蓝型油菜(赖运平等,2013)、向日葵(汪磊等,2013)和小麦(王琨等,2014;李正玲等,2016)等作物同种异名材料进行了遗传同一性和差异性分析。在水稻方面,国内外许多水稻工作者已先后开展了地方稻同名资源遗传差异的鉴定评价工作。阮仁超等(1999)首次以形态特征对贵州省内不同生态区收集的5168份贵州地方稻材料的命名方式、同种异名及同名异种现象进行分析,结果发现只有充分了解地方稻种资源形态特征与名字的相关关系,才能更好地提高地方稻种资源的利用效率。应杰政等(2006)以5对SSR分子标记对不同来源的41个同名水稻品种进行分析,结果发现43.90%的品种存在较大的遗传差异。Ahmed等(2010)调查了孟加拉水稻研究所种质库中来自3个地区36份Boro资源的12个表型农艺性状,结果发现同名水稻种质资源间的差异较大。于萍等(2010)通过对4组76份来自太湖流域同名地方稻种资源的SSR分子标记进行分析,结果发现各组同名资源均存在不同程度的遗传差异,且遗传差异与种质资源的来源和名称的相似度无相关性。肖军治等(2011)对15组170份来自湖南省水稻所收集的同名水稻材料的表型农艺性状、品质性状、抗病性及分子水平等方面进行评价,结果发现仅有30.5%的同名材料表现出较大的差异。李小湘等(2014)对1955—1981年在湖南省收集的136份同名地方稻表型及SSR分子标记进行分析,结果发现虽然有些同名资源的SSR遗传相似系数趋向于1,但这些资源的表型性状存在显著差异。现阶段针对云南地方稻种资源的研究多集中于多样性分析和优异资源筛选等方面。张恩来等(2011)利用SSR分子标记对416份收集于云南省内56个县(区)地方稻进行遗传多样性分析,结果发现云南地方稻品种的遗传多样性丰富,且多样性主要集中于西双版纳州、德宏州、普洱市、临沧市和红河州等5个州(市)。李金梅等(2015)对1980年和2007年收集于云南15个州(市)的601份代表性地方稻种资源进行表型多样性分析,结果表明随着时间的推移,云南地方稻种资源的表型多样性呈增加的趋势。董超等(2020)对来自红河州、西双版纳州、普洱市和玉溪市171份地方稻品种的12个数量性状和6个质量性状进行调查研究,结果发现171份地方稻品种的表型多样性较丰富,其中,红河州地方稻品种的多样性明显高于其他地区。张斐斐等(2020)对云南省傈僳族种植的56份地方稻种资源进行表型多样性分析,结果表明云南南部傈僳族种植的地方稻品种多样性高于北部地区,且筛选出的特色和优异资源可供后续精准鉴定及研究利用。【本研究切入点】目前,对云南同名地方稻种资源的研究鲜少报道,而对其他地区同名地方稻种资源的差异性研究多采用单一分子标记或表型鉴定的手段(Zhu et al.,2004;于萍等,2010;王艳杰,2015)。【拟解决的关键问题】本研究以云南省农作物种质资源保存库中133份云南省各地农户种植保存的同名或相似名地方稻种资源为材料,结合表型性状和SSR分子标记分析结果,鉴定分析同名或相似名地方稻种资源间在农艺性状和分子水平上是否存在遗传差异,避免了因仅使用分子标记或表型鉴定评价同名资源误将特异资源鉴定为同一资源或因环境及人为等因素的影响导致其评价结果准确性不高的问题,为云南特色地方稻种资源的全面评价、有效管理及高效利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为云南省农作物种质资源保存库中133份云南省各地农户种植保存的同名或相似名地方稻种资源。将同名或相似名材料划分为1组,所用材料共分为11组(A~K),如表1所示。A组:大白谷同名资源(A1~A21);B组:大白糯同名资源(B1~B10);C组:黑谷同名资源(C1~C10);D组:麻线谷同名资源(D1~D20);E组:小白谷同名资源(E1~E10);F组:长毛谷同名资源(F1~F13);G组:冷水谷同名资源(G1~G13);H组:蚂蚱谷同名资源(H1~H10);I组:乌咀谷同名资源(I1~I12);J组:老来红同名资源(J1~J8);K组:老鼠牙同名资源(K1~K6)。主要试剂:AXYGEN动植物基因组DNA提取试剂盒购自康宁生命科学(吴江)有限公司;2×PCR Mix购自天根生化科技(北京)有限公司;其他生化试剂均购自生工生物工程(上海)股份有限公司。主要仪器设备:Centrifuge 5418 R微量离心机(Eppendorf,德国)、Labcycler系列热循环仪(SensoQuest,德国)、超微量核酸蛋白测定仪(BioDrop,英国)、Fire Reader系列凝胶成像系统(UVI,英国)和DYY-6C型电泳仪(北京六一生物科技有限公司)。

1.2 主要表型性状数据的调查

133份同名地方稻种资源于2019年1月中旬播种于云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所位于玉溪市元江县的实验基地内(101°39′E,23°18′N),每份材料单株种植4行,每行10株,行株距为25 cm×15 cm。因各地方稻种资源的生育期差异较大,2019年5—7月按照《水稻种质资源描述规范和数据标准》(韩龙植,2006)分批次在田间选取已成熟材料的中间行且生长状况一致的5株植株进行有效穗数(Panicle number per plant)、株高(Plant height)、剑叶长(Flag leaf length)和剑叶宽(Flag leaf width)调查,并采集所调查植株的主穗带回实验室进行穗长(Panicle length)、每穗实粒数(Filled grain number per panicle)、每穗总粒数(Grain number per panicle)、一次枝梗数(Number of first panicle branch)、二次枝梗数(Number of secondary panicle branch)、千粒重(Thousand seeds weight)、谷粒长(Grain length)、谷粒宽(Grain width)和谷粒长宽比(Ratio of grain length to grain width)等考种数据的收集。

1.3 DNA提取

采集133份同名地方稻种资源的单株剑叶叶

片,提取水稻的基因组DNA,利用核酸浓度测定仪测定其浓度,1.0%琼脂糖凝胶电泳检测其纯度,并用ddHO将浓度统一稀释至30 ng/μL,于-20℃冰箱中保存。

1.4 引物筛选及PCR扩增检测

从11组资源中各选取1份地方稻种资源,以其基因组DNA为模版,对金建楚等(2018)、陈越等(2019a)报道多态性较好的69个SSR标记进行筛选,最终选取均匀分布于水稻12条染色体上的48个(每条染色体3~5个)扩增条带清晰、重复性高、多态性好的SSR标记用于遗传变异分析。PCR反应体系、扩增程序参照陈越等(2019a)的方法。所有引物由上海捷瑞生物工程有限公司合成。

1.5 统计分析

利用Excel 2016计算同名地方稻种资源表型性状的平均值、标准差和变异系数。采用SPSS 20.0根据表型性状计算各组同名地方稻种资源的欧式距离,并通过非加权配对平均法(UPGMA)对133份同名地方稻种资源进行聚类分析。根据SSR-PCR扩增的电泳结果统计带型,利用Powermarker 3.25计算位点等位基因数(Number of alleles,)、主要等位基因频率、基因多样性指数和多态性信息含量(Polymorphism information content,PIC)。采用NTsys-PC 2.1计算云南同名地方稻种资源组间的遗传相似系数,并以UPGMA法构建聚类图。

2 结果与分析

2.1 云南同名地方稻种资源表型性状的差异分析

云南同名地方稻种资源表型性状的变异情况如表2所示。13个表型性状在各组间及组内同名资源间变异程度也各不相同,在C组中同名地方稻的穗长(22.01%)、每穗实粒数(82.96%)、每穗总粒数(73.70%)、二次枝梗数(72.37%)及谷粒长宽比(25.92%)等5个表型性状的变异系数均为各组中最大,为11组中表型性状变异系数最大值最多的一组;而K组同名地方稻的穗长(5.71%)、每穗总粒数(22.41%)、一次枝梗数(14.05%)、二次枝梗数(25.23%)和剑叶宽(11.03%)等5个性状的变异系数均为各组中最小,为11组中表型性状变异系数最小值最多的一组,说明C组同名地方稻表型性状的变异丰富,表型多样性较高,而K组同名地方稻种资源的表型多样性相对于其他组同名资源低。13个表型性状中,谷粒长平均值和变异系数变幅最小,分别为7.53~9.08 mm和3.74%~11.99%;每穗实粒数平均值和变异系数变幅最大,分别为72.38~112.56 mm和28.66%~82.96%,说明13个表型性状中每穗实粒数的变异类型最丰富,而谷粒长的性状最稳定,变异较小。

2.2 基于表型性状的云南同名地方稻种资源组内性状差异及欧式距离分析

根据11组同名地方稻种资源的表型性状分别计算各个组内材料的欧氏距离,并筛选出最大、最小欧式距离下差异显著或差异极显著的表型性状,如表3所示。11组同名地方稻种资源间的欧氏距离差异较大,各组内云南同名地方稻没有表型性状完全一致(欧氏距离为0)的资源,11组同名地方稻种资源的最小欧氏距离为1.63(G4与G7)~3.60(K1与K5),其中,G4与G7在一次枝梗数、株高和谷粒长宽比上存在显著差异(<0.05,下同);K1与K5在千粒重和谷粒长上存在极显著差异(<0.01,下同)。11组同名地方稻种资源的最大欧式距离为7.29(K4与K6)~10.45(A5与A21),其中,K4与K6在每穗实粒数、千粒重、株高、谷粒长、谷粒宽和谷粒长宽比上存在极显著差异,而在每穗总粒数和剑叶长上存在显著差异;A5与A21在穗长、每穗实粒数、每穗总粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、千粒重、株高、剑叶长和剑叶宽上存在极显著差异。综上所述,云南同名地方稻种资源可能存在同名异质现象,也可能是同一资源长期生长于不同生态环境中在自然及人为的双重压力下表型发生了变异。

根据同名地方稻种资源的欧式距离进行聚类分析,结果(图1)发现,在欧式距离为1.95时,133份云南同名地方稻种资源可被聚为八大类群,第Ⅰ类群包括来自11组的71份材料,该类群的资源数量最多,主要表型特征为穗长较长、穗粒数多、枝梗数多,株高较高,各表型性状表现均处于中等水平;第Ⅱ类包括来自10组的46份材料,主要表型特征为株高中高、千粒重较重[高千粒重(30.0~40.0 g)资源有19份]、椭圆形谷粒,该类群可作为水稻高产种质的育种材料;第Ⅲ类包括2份长毛谷同名资源(F4和F13)及1份大黑冷水谷(G2),主要表型特征为穗粒数较少、千粒重较低;第Ⅳ类包括来自4组的5份材料,分别为大白谷(A21)、黑谷(C6)、新庄麻线谷(D4)、大麻线谷(D17)和小白谷(E1),主要表型特征为穗长短、穗粒数少、枝梗数少;第Ⅴ类包括大白谷(A19)和黑谷(C5)2份资源,主要表型特征为穗粒数多、枝梗数多、株高中高,可作为水稻产量改良的亲本或中间材料;第Ⅵ类仅有1份材料,为石咀谷(I5),主要表型特征为枝梗数多、千粒重重、中矮秆、细长形谷粒,是综合性状较好的材料;第Ⅶ类包括3份大白谷同名资源(A5、A11和A13)和1份大白糯(B8),主要表型特征为穗长较长、枝梗数多、株高较高、剑叶大,多数性状表现较其他类群好,可作为选育特异性状的亲本材料;第Ⅷ类仅有1份材料,即黑谷(C2),其穗粒数、有效穗数和谷粒长宽比均为所有类群中最高,枝梗数较多、株高中等、剑叶较长,各表型性状表现较好,是综合性状较好的资源材料。综上所述,与其他类群相比,第Ⅲ和Ⅳ类群材料的综合性状表现较差,第Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ类群的综合性状表现较优,可在生产和育种上加以利用。

2.3 SSR分子标记的遗传多样性分析

48个SSR分子标记在133份云南同名地方稻种资源中共检测到395个多态性位点,各标记扩增出的等位基因数为2~16个,平均每个标记8.23个,其中RM2851(16个)、RM228(15个)、RM224(12个)、RM71(11个)、RM163(11个)、RM164(11个)、RM111(11个)、RM201(11个)、RM219(11个)、RM5348(11个)、RM16(10个)、RM225(10个)、RM248(10个)、RM72(10个)、RM209(10个)、RM1111(10个)等16个标记检测到10个及以上的多态性位点(表4)。48个SSR分子标记的主要等位基因频率、基因多样性指数及PIC差异较大,其中,标记RM224的主要等位基因频率最小(0.1617),基因多样性指数最大(0.9054),而标记RM1111的主要等位基因频率最大(0.7970),基因多样性指数最小(0.3562)。48个SSR分子标记的PIC为0.3388(RM205)~0.8977(RM224),平 均PIC为0.7419,除RM5622、RM234、RM205和RM1111外,其他44个标记的PIC均在0.5000以上,为高度多态信息标记,占标记总数的91.7%,表明本研究所用标记的多态性丰富,具有区分云南同名地方稻种资源的能力。引物RM17扩增A组和B组同名地方稻种的电泳结果如图2所示。

2.4 基于SSR分子标记的云南同名地方稻种资源间的遗传差异分析

48个SSR分子标记在11组云南同名地方稻种资源中的多态性检测结果如表5所示。11组同名地方稻种资源检测到的等位基因数为154个(K组)~263个(A组)。其中,RM2851、RM224、RM163、RM228、RM5348、RM464、RM3585等7个标记在11组云南同名地方稻种资源中检测到等位基因数最多;引物RM2851在9组同名地方稻种资源中均为等位变异数最多的标记;而RM111、RM205、RM5622、RM495、RM289、RM240、RM208、RM242、RM225、RM267、RM234等11个标记在11组云南同名地方稻种资源中检测到的等位基因数最少,除K组检测到最少的等位基因数为1外,其他10组最少的等位变异数均为2个,这11个标记中RM5622是除K组外其他组内检测到等位基因数最少的标记。可见,48对SSR分子标记在其他各组资源均表现出较好的多态性,进一步表明这些分子标记具备区分云南同名地方稻种资源的能力。

利用NTsys-PC 2.1计算11组同名地方稻种资源的SSR分子标记遗传相似系数,并构建聚类图(图3)。从图3可看出,在遗传相似系数为0.1400处时,133份云南同名地方稻种资源可聚为七大类,第I类共含64份材料,包括17个大白谷同名资源(A5~A21),2个大白糯同名资源(B6和B10)、3个黑谷同名资源(C2、C9和C10)、19个麻线谷同名资源(D1~D5、D7~D20)、6个小白谷同名资源(E1、E2、E3、E4、E5和E8)、所有的蚂蚱谷同名资源(H1~H10)、6个乌咀谷同名资源(I3、I8、I9、I10、I11和I12)以及1份老来红资源(J2);第Ⅱ类共含25份材料,包括2个大白糯同名资源(B3和B5)、6个长毛谷同名资源(F4、F8、F10、F11、F12和F13)、7个冷水谷同名资源(G3、G5、G6、G8、G10、G11和G12)、4个老来红同名资源(J5、J6、J7和J8)和全部的老鼠牙同名资源(K1~K6);第Ⅲ类包括4份乌咀谷同名资源(I4、I5、I6和I7);第Ⅳ类仅有1份大白糯资源(B7);第Ⅴ类包括1份白长毛(F9)和1份老来红(一)(J1);第Ⅵ类共含33份材料,包括3个大白谷同名资源(A2、A3和A4)、4个大白糯同名资源(B1、B2、B4和B8)、5个黑谷同名资源(C3、C4、C6、C7和C8)、1份麻线谷(D6)、4份小白谷同名资源(E6、E7、E9和E10)、5份长毛谷同名资源(F2、F3、F5、F6和F7)、6份冷水谷同名资源(G1、G2、G4、G7、G9和G13)、1份蚂蚱谷(红褐壳)、2份乌咀谷同名资源(I1和I2)和2份老来红同名资源(J3和J4);第Ⅶ类共含4份材料,分别为大白谷(A1)、大白糯(B9)、黑谷(C1)和长毛谷(一)(F1)。综上所述,11组同名资源中除B组的10份资源交叉分布聚类于其他组资源间,其他10组同名地方稻种在聚类时各组内同名地方稻种资源大多优先聚在一起,但组内相似名资源与同名资源存在交叉聚类的现象,且同组内资源间并未完全按照来源进行聚类,说明云南同名地方稻各组内资源的亲缘关系相对较近,但亲缘关系与资源名称的相关性比地理来源要高。

由表6可知,11组云南同名地方稻种资源间的遗传相似系数存在较大的差异,组间最小遗传相似系数为0.4545(K2与K5)~0.6318(D6与D9),最大遗传相似系数为0.7338(K3与K5)~0.9040(C4与C6),各组间平均遗传相似系数为0.5727(K组)~0.7398(A组),11组同名地方稻种资源的平均遗传相似系数最大为0.7398(A组),未出现遗传相似系数>0.9500(肖军治等,2011)的重复保存品种,表明这些同名地方稻种资源在DNA水平上均存在差异,推测11组中具有相同或相似名称的地方稻种资源为不同地方稻品种。

2.5 表型农艺性状与SSR标记分析结果的综合比较

将基于13个表型农艺性状获得欧式距离分析结果与基于SSR分子标记获得遗传相似系数进行综合比较,结果表明133份同名地方稻种资源的表型农艺性状与SSR标记分析的结果存在一定的相关性,但也有所区别。由图1和图3可知,西双版纳勐海县的大白谷(A2)和大白谷(二)(A3)、文山州文山县的齐头蚂蚱谷(H4)和红河州金平县的蚂蚱谷(H7)及临沧市永德县的二老鼠牙(K1)和楚雄州禄丰县的细老鼠牙(K3)等同名水稻资源不管是基于表型性状还是SSR分子标记均优先聚集在一起。此外,C组中C4与C8的欧式距离最小(2.80),而C2与C7的欧式距离最大(9.16),二者基于SSR分子标记所得到的遗传相似系数分别为0.7071和0.5556,C4与C8的遗传相似系数高于C组同名地方稻种资源间的平均遗传相似系数(0.6437),而C2与C7的遗传相似系数则远低于平均值0.6437,且在C组内同名地方稻种资源间的遗传相似系数中,仅C3与C4、C3与C6、C3与C7、C4与C6、C4与C7、C5与C7、C6与C7、C7与C8、C9与C10间的遗传相似系数均大于0.7071,仅有C1与C4、C1与C6、C1与C7、C2与C3间的遗传相似系数均小于0.5556,即在C组中表型欧式距离最小的C4与C8间遗传相似系数也高于其他80%材料间的遗传相似系数,而欧式距离最大的C2与C7间SSR遗传相似系数也低于其他91%材料间的遗传相似系数。而在G组中G6与G11的欧式距离最远(8.99),其遗传相似系数为0.6741,稍高于G组同名地方稻种资源间遗传相似系数的平均值0.6725,在G组内同名地方稻种资源间的遗传相似系数中,有42对材料间遗传相似系数小于0.6741,可见,G6与G11的欧式距离分析结果与遗传相似系数分析结果存在一定的差异。综上所述,对同名资源进行异同性分析时,应将表型农艺性状和SSR分子标记相结合,可得到更科学、准确的鉴定结果。11组同名地方稻种资源中未发现表型性状差异不显著、欧式距离为0或遗传相似系数>0.9500的资源,故推测133份云南同名地方稻种资源不存在重复材料,均值得被妥善保存。

3 讨论

稻种资源是水稻科学研究的基础,地方品种是稻种资源的重要组成部分,具有许多在长期的自然演变和人工选择下形成的独特优良性状和丰富的遗传多样性,这些优良性状是改良水稻品种和维系稻种资源可持续发展的物质基础(邓宏中等,2015)。近年来,在作物种质库中以地方品种为突出代表的同种异名与异种同名现象引起了越来越多研究者的关注。目前对同名作物资源的区分主要通过形态学鉴定或SSR分子标记的方法进行,两种分析方法在理论基础上存在一定的差异,形态学鉴定比较简单、方便,可直观地对资源的表型特征,但表型性状是外界坏境和显隐性基因共同作用的表现,在实际操作过程中易受环境和人为主观因素的影响,无法保证结果的准确性。SSR分子标记则反映种质在分子水平上的差异,具有稳定、高效、不受环境影响等优点。本研究采用表型农艺性状调查和SSR分子标记扩增相结合的方法对从农户手中收集保存于云南省农作物种质资源保存库内的133份同名地方稻种资源进行分析,以了解云南同名地方稻种资源的差异性和一致性。表型分析结果表明,这133份同名地方稻种资源的多样性丰富,13个表型性状在各组间的变异程度不尽相同,除谷粒长和谷粒宽在11组间的变异系数相对较小以外,每穗实粒数、每穗总粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、千粒重、有效穗数、剑叶宽等性状在各组内的最小变异系数也在10.00%以上,高于新疆、宁夏(赵璐等,2018)及太湖流域(金伟栋和洪德林,2006)的地方稻材料表型性状的变异系数,说明本研究同名资源间表型性状的变异程度比其他地区稻种资源的变异程度高,间接证明本研究中所用的同名资源为不同品种。根据13个表型性状计算出各组内材料的欧氏距离,结果发现11组同名地方稻种资源间的最小欧式距离为1.63(G4与G7),即资源间没有出现欧式距离为0的情况,且G4与G7在一次枝梗数、株高及谷粒长宽比等表型性状上存在显著或极显著的差异,表明供试的133份同名资源间在表型性状上均存在一定程度的差异,不存在表型性状完全一致的资源。此结果与Michael等(2009)对印尼水稻同名材料、金建楚等(2018)对湖南收集及种质库中保存的同名地方稻种资源的表型多样性分析结论一致,表明这些同名地方稻材料在形态学上的变异较丰富。

对133份云南同名地方稻种资源的SSR分子标记分析时发现,本研究所用的48个SSR分子标记共检测到395个多态性位点,且有44个标记的PIC在0.5以上,为高度多态性标记,可用于同名资源间的遗传差异区分和评价。11组同名地方稻种资源间的最大遗传相似系数为0.9040(C4与C6),即本研究中所有同名地方稻种资源间的遗传相似系数均在0.9500以下,表明这些资源均为亲缘关系较远的不同品种。该结果与于萍等(2010)对来自太湖流域的荔枝红、老来青、太湖青和老虎稻等76份同名地方稻的SSR遗传差异分析的结论基本一致,即除8对同名资源以外,多数来自太湖流域的4组同名资源间存在一定程度的遗传变异且部分同名资源间的差异明显。但应杰政等(2006)利用5个SSR分子标记对我国常规水稻栽培品种的同一性进行研究,结果发现41个同名品种中仅有18个品种存在一定程度的遗传差异,其余23个品种均无明显的遗传差异。

本研究采用表型分析和SSR分子标记相结合的方法对云南同名地方稻种资源的表型性状及遗传变异进行比较分析,结果发现供试的133份同名地方稻种资源在表型性状和SSR分子标记上均不存在完全一致的资源,与李小湘等(2014)、金建楚等(2018)对来自湖南的同名地方稻种资源在表型和分子水平上差异分析结果不同。李小湘等(2014)、金建楚等(2018)研究认为,虽然湖南同名地方稻材料在表型性状上均存在显著的差异,且没有出现两份材料表型欧式距离为0的情况,但在SSR分子标记分析时却发现有些资源间的遗传相似系数大于0.9500,甚至出现了部分资源间的遗传相似系数为1.0000的情况与本研究结论相同的是表型农艺性状和SSR分子标记分析的结果间既有一定的联系,又有所不同。在其他作物中也同样出现了这种情况,如闫哲等(2003)对国家种质资源库内19份满仓金及其他品种共计28份同名地方大豆、王琨等(2014)对陕西关中6个同名地方小麦品种、洪霞等(2020)对来自浙江的25份地方芋种质资源的表型性状和SSR分子标记分析中也得到了相同的结论。可见,对同名资源进行鉴定评价时不能仅采取单一的分析方法,SSR分析和形态学不能互相替代,两种分析的结果可相互补充参考,使评价结果更客观、科学、准确。本研究结果表明来自云南省农作物种质资源保存库的133份地方稻种资源虽然同名或者相似,但均属于不同的品种,值得被进一步的整理、收集和利用,但本研究所调查的13个表型性状均为受环境影响较大的数量性状,在今后的鉴定评价时还应结合质量性状和抗病性状对同名地方稻种资源进行更深入、全面的评价。

4 结论

云南同名地方稻种资源的多样性丰富,经表型性状和SSR分子标记鉴定133份同名地方稻种资源中并未出现重复资源,两种鉴定方法得到的结果既有一定的联系,又有一些差异。所用标记的多态性丰富,具有区分云南同名地方稻种资源的能力,可用于云南水稻种质资源鉴别。

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