中國Ceratotropis亞屬分類與進(jìn)化研究.pdf

1、Ceratotropis亞屬(又稱亞洲豇豆亞屬)是豆科豇豆屬的一個(gè)重要亞屬,主要分布于亞洲地區(qū)。該亞屬可分為3個(gè)組(Angulares、Ceratotropis和Aconitifoliae組),共包含21個(gè)種,主要栽培種有綠豆、小豆和飯豆等。中國Ceratotropis亞屬物種豐富,且普遍認(rèn)為綠豆和小豆均起源于中國,因此對(duì)該亞屬栽培種及野生近緣種資源的收集鑒定和評(píng)價(jià)利用對(duì)育種和保護(hù)生態(tài)多樣性等均具有重要意義。但與日本、印度、泰國等其他亞

2、洲國家相比,我國對(duì)野生近緣種資源的的研究還比較落后。近年來,通過對(duì)亞洲豇豆亞屬野生資源的考察搜集發(fā)現(xiàn),我國境內(nèi)分布有大量的該亞屬野生近緣種,這是我國豇豆屬作物育種重要的基因資源。對(duì)其進(jìn)行歸類和種間的遺傳背景分析,有助于其進(jìn)一步遺傳研究和育種利用。本課題針對(duì)從中國11個(gè)省市收集的63份種質(zhì)和33份標(biāo)準(zhǔn)種共17個(gè)種／亞種的96份材料,根據(jù)形態(tài)學(xué)性狀、小豆SSR引物、ITS序列及RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的比較分析,明確了Ceratotropis亞屬的組

3、間、種間和種內(nèi)關(guān)系,為種間基因交流提供了信息；同時(shí),分析了不同組及種的進(jìn)化速率,探討了多倍體種的供體種來源,為種間遺傳演化等分析奠定了基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下:
　　 1.基于表型的分析顯示:Ceratotropis亞屬中Angularis組和Ceratotropis組親緣關(guān)系較遠(yuǎn),Aconitifoliae組較特殊,混合了兩個(gè)組的形態(tài)學(xué)特征；在Ceratotropis組中,V.subramaniana較V.mungo與V.radia

4、ta的表型性狀更為相似。
　　 2.57對(duì)小豆SSR引物的分析表明:除V.aconitifolia外,80％以上的小豆SSR引物均可在其他種中有效擴(kuò)增,可擴(kuò)增率和擴(kuò)增片段分布與種間的植物學(xué)親緣關(guān)系相一致；聚類分析顯示Ceratotropis組又可分為2個(gè)亞組,即V.radiam／V.subramaniana亞組和V.mungo亞組,其中綠豆種種內(nèi)遺傳多樣性最高；Angulares組的各個(gè)種的種內(nèi)遺傳多樣性較低；Mantel te

5、st顯示,SSR數(shù)據(jù)和形態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)種間遺傳關(guān)系的評(píng)價(jià)顯著相關(guān)(r=0.78)；此外,分析還表明本試驗(yàn)中的小豆半野生亞種為栽培種逃逸型。
　　 3.利用:MEGA4.0軟件和Mfold3.0軟件對(duì)ITS序列和ITS2間隔區(qū)RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的分析表明:(1)V.angularis的ITS2-RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)可作為其他序列的結(jié)構(gòu)模型(螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移率96.03％),且小豆引物的可轉(zhuǎn)移性最高,可推測V.angularis種進(jìn)化速率最快；(2)V

6、.hirtella和V.trinervia可能是V.reflexo-pilosa的二倍體供體種；(3)Angularis組的各種間進(jìn)化距離差異很小,其中V.minima,V.nakashimae,V.riukiuensis和V.umbellata親緣關(guān)系較近,可能具有共同的野生祖先:(4)結(jié)合生長習(xí)性的差異,可將綠豆野生種進(jìn)一步劃分為半野生亞種和野生亞種。
　　 4.綜合形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)分析,鑒定出野生豇豆種,該種屬于Vign