中国李(PrunusSalicinaLindl.)初级核心种质资源的构建与评价

论文导读:：核心种质的构建不仅能够提高种质资源的保存效率、方便资源的管理，而且有利于种质资源的深入研究和种质创新。本文以‘国家果树种质熊岳李杏圃’中保存的405份中国李为材料，依据46个农艺性状的鉴定数据，在按品种类群和杂交类型分组的基础上采用S策略和优化后的最小距离逐步取样法（ILDSS）经两次抽样构建出中国李初级核心种质。该核心种质样本集由97份种质材料组成，占总体样本比例约24%。对核心种质群体的代表性进行检测，结果表明该核心种质群体能够代表中国李原种质资源的遗传多样性及其群体结构。最后，认为平均多态位点百分率、平均Nei’s 遗传多样性指数、平均Shannon-Weaver多样性指数、极差符合率、变异系数变化率、均值差异百分率、方差差异百分率和主成分析(散点分布图)等8项指标能够有效地评价核心种质的遗传多样性和代表性。
论文关键词：中国李(PrunusSalicinaLindl.)，初级核心种质，评价，遗传多样性
 

中国李(Prunus SalicinaLindl.)原产我国，是我国栽培历史最久的古老果树之一。我国也是中国李的自然分布中心和栽培中心，是世界上中国李种质资源最丰富的国家^[1]。中国李在西汉时期随着桃、杏传播到日本和伊朗 ^[1]，在日本中国李已经有2500年的栽培历史，故此国外将该种称为日本李（Japanese plum）^[2]。在近百年来，中国李才传至欧洲和美洲，并颇受重视，特别是传入欧洲和美洲之后，与美洲李杂交，培育出许多种间杂种农业论文，在李品种的改良方面贡献极大^[2,3]。

1984年我国建立成目前国内唯一的李、杏果树种质资源专业保存圃—国家果树种质熊岳李杏圃。目前，圃内已经收集、保存了桃李属（Prunus）李种质资源600余份，其中多数资源属于中国李（Prunus Salicina Lindl.）。自资源圃建立之后，圃内工作人员一直从事着李种质资源形态学性状和农艺性状的鉴定、评价工作，然而随着收集资源规模的不断增加，繁琐的鉴定评价工作变得越来越沉重。核心种质（core collection）即以最小的资源份数和遗传重复最大限度地代表该物种的遗传多样性，其建立可以有效地克服和缓解庞大的资源规模所带来的的相应困难和压力，极大地方便对种质资源的保存、评价和创新利用^[4,5]。为此，本研究在中国李资源的鉴定基础上，探索构建出中国李种质资源的初级核心种质并对其进行评价。

1材料与方法

1.1　材料

供试材料为405份中国李(Prunus SalicinaLindl.)种质资源，全部材料均保存于国家果树种质熊岳李杏圃内论文网站大全。

1.2　数据采集与整理

按照《李种质资源描述规范和数据标准》^[6]采集405份中国李种质资源的基本数据、特征数据和评价鉴定数据，其中包括34个分级性状数据（树姿、一年生枝条颜色、叶形、叶尖、叶基、叶缘、叶面状态、叶片颜色、叶背茸毛、叶腺、花瓣颜色、果形、果顶形状、梗洼、缝合线、果实对称性、果粉厚度、果皮底色、果实彩色、果面着色程度、核粘离性、核形、核面、生长势、矮化程度、果实整齐度、果皮剥离度、果肉色泽、果肉汁液、肉质类型、纤维、风味、涩味以及香气）和12个数量性状数据（节间长度、叶片长度、叶片宽度、叶柄长度、单果重、一年生枝条长度、一年生枝条粗度、果实发育期、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸和Vc含量）。

1.3　样本分组

中国李传到美洲以后与其它李种间杂交产生许多二倍体杂种，而国外生产栽培上很少选用纯系中国李。根据品种原产地的生态气候特点结合品种的系谱关系将其划分为东北品种群、北方品种群、南方品种群、国外品种群以及二倍体杂种群五类，各组材料份数见表1。

表1　不同小组内原种质群体和核心种质取样数目

Sampling proportions and numberof primary core collections within different groups

table11.4　取样方法

1.4.1取样比例　本研究预计确定初级核心种质的取样比例占原始群体样品的24%。尽管同一个地理来源地的种质可以认为在一定程度上有相似的演化历史和遗传背景，但对于地区间频繁引种与生态气候区域无明显界限的中国李而言如果严格地按照不同小组比例取样常会造成不同小组间的种质多样性重复。因此，本研究先根据Brown ^[4]提出的S策略（squareroot strategy，平方根法）进行计算后先确定各个小组内的30%取样数目，然后再对各小组合并后的种质采用同样的方法进行压缩，最终保留整个原始群体的24%样品。核心种质中各小组所占份数和比例如表1。

1.4.2取样方法　参照章秋平等^[7]提出的优化LDSS法（Improvedleast distance stepwise sampling strategy,简称ILDSS）。该方法是对逐步聚类随机取样法^[8]和最小距离逐步取样法^[9]做稍微改动而后形成的最优取样方法。

1.4.3遗传距离计算与聚类　以所分小组为单位采用SPSS软件^[10]对所有样品进行系统聚类分析。在聚类分析计算时参与聚类样品的缺失值以当次聚类所有样品的平均值替代，然后将全部性状的原始数据标准化^[10]到0～1范围内。聚类时采用欧氏距离法和类间平均链锁法。

1.5　核心种质代表性检验和评价

1.5.1质量及分级性状的多样性评价参数　借助分子标记的多样性评价方式，本文将同一性状内的不同类型(或分级)看作为同一位点的不同等位基因^[7]。选择平均多态位点百分率（p）、平均期望杂合度（或称平均Nei’s遗传多样性）(H)、平均相对性状数(A)、平均Shannon-Weaver多样性信息指数(I)以及标记频率差异百分率(FD)等指标评价核心种质质量性状的遗传多样性。具体计算公式参见章秋平等^[7]文献。

1.5.2数量性状的多样性评价参数　对于呈连续变异的数量性状农业论文，用F统计量检测核心种质库与原群体间方差的差异显著性，在此基础上对均值间的差异显著性进行t检验。采用均值差异百分率、方差百分率、极差符合率和变异系数变化率等指标对核心种质数量性状的遗传多样性进行评价。具体计算公式参见章秋平等^[7]文献。

1.5.3性状间相关性计算与群体结构评价　分别计算初级核心种质和原始群体样品内各性状间的相关系数，评价性状间的相关性是否因核心种质的抽样而被改变^[12]。根据主成分分析，用第一和第二主成分分别绘制初级核心种质与原始群体样品的分布图，评价原始群体的遗传结构是否被初级核心种质保留^[13]。

2　结果与分析

2.1　分级性状的多样性评价

表2　中国李初级核心种质分级性状的多样性评价

Evaluation of diversity indexesof grading traits in candidate core collection of Chinese plum

table2根据405份中国李种质资源的46个性状，利用优化LDSS法进行抽样构建出约占原始群体24%的初级核心种质论文网站大全。借助分子标记多样性的评价方式，本文将同一性状内的不同类型(或分级)看作为同一位点的不同等位基因，从表2可以看出，初级核心种质与原始群体间分级性状的遗传多样均有一定的改变，其中初级核心种质的平均Nei’s遗传多样性、平均相对性状数和平均Shannon-Weaver多样性指数均比原始群体有所增加，平均多态性位点百分率减少。这主要是由于通过抽样后初级核心种质群体中一些稀有性状类型(或分级)所占比例增加造成的。利用х²统计量检测核心种质库与原始群体间不同性状间频率分布的差异，结果显示性状间频率差异百分率FD%为32.35%。这表明，与原始群体相比，初级核心种质中虽然一些稀少性状类型(或分级)的频率有所增加，并且抽样后同性状内的不同类型(或分级)也发生了改变，但大多数性状内各类型(或分级)的出现频率并未产生显著变化，基本保留了原始群体中所有性状的不同类型(或分级)，原始群体内129个不同类型(或分级)中仅有5个出现频率低于1%的稀有类型在中国李初级核心种质中产生缺失。

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