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基于SSR标记的东欧山茱萸栽培品种遗传多样性分析及其育种价值评估
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月21日 来源:Scientia Horticulturae 3.9
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本研究针对东欧山茱萸(Cornus mas L.)栽培品种遗传背景不清、命名混乱等问题,采用9个SSR标记对50份种质资源进行遗传分析,共检测到85个等位基因,平均PIC值达0.72。通过STRUCTURE分析揭示3个主要遗传集群,发现黄果品种具有独特遗传特征,为种质鉴定和育种提供了分子依据。
山茱萸(Cornus mas L.)作为一种兼具食用和观赏价值的小乔木,其栽培历史可追溯数百年,广泛分布于中欧、南欧至西亚地区。尽管该物种在乌克兰、波兰等国家已开展系统育种,但品种间的遗传关系仍不明确,特别是同名异质现象严重制约育种效率。更棘手的是,传统命名体系如"Macrocarpa"和"Variegata"等可能掩盖了重要的遗传变异,而黄果品种的特殊性状形成机制也亟待解析。针对这些问题,匈牙利农业与生命科学大学的研究团队在《Scientia Horticulturae》发表重要成果,通过微卫星标记技术揭示了东欧山茱萸品种的遗传图谱。
研究采用12个SSR标记(最终选用9个有效标记)对50份来自匈牙利、乌克兰等地的栽培品种进行分析。关键技术包括:毛细管电泳片段分析、Neighbor-joining聚类、STRUCTURE群体遗传结构分析以及主坐标分析(PCoA)。样本主要来自匈牙利巴拉顿维拉戈斯的私人农场和大学实验基地,涵盖塞尔维亚"?uti"、乌克兰"Elegantnyi"等代表性品种。
3.1 SSR位点扩增结果
9个SSR标记共检测到85个等位基因,位点CM031多态性最高(16个等位基因)。遗传参数显示平均观测杂合度(Ho)为0.56,期望杂合度(He)达0.7,PIC值介于0.39-0.86之间,证实标记系统的高鉴别力。
3.2 邻接聚类分析
品种分为两大组群,其中黄果品种(如'Lutea'及其变种)形成独立分支。乌克兰品种多数聚集成簇,但'Elegantnyi'等表现出遗传分化。值得注意的是,两个"Macrocarpa"变种遗传距离较远,暗示同名异质现象。
3.3 主坐标分析
前两个主坐标解释29.17%的变异,地理起源特征明显:保加利亚品种与奥地利'Jolico'聚集成簇,而塞尔维亚红果品种'Apatinski rani'和'Ba?ka'遗传相似度高达87%。
3.4 群体遗传结构
STRUCTURE分析(K=3)显示:蓝组以保加利亚和乌克兰品种为主;橙组包含斯洛伐克品种和匈牙利地方种质;黄组专属性包含黄果品种。值得注意的是,乌克兰'Yelena'同时具有三组遗传成分,提示其可能为杂交起源。
讨论部分揭示了三个关键发现:首先,黄果性状可能独立起源——塞尔维亚'?uti'与其它黄果品种遗传距离较远;其次,乌克兰育种材料显示出丰富的遗传多样性,'Elegantnyi'等品种的复杂遗传组成反映了育种过程中的基因渗透;最后,匈牙利地方种质中检测到5个SSR位点的特有等位基因,这对当地育种计划具有特殊价值。研究还证实SSR标记能有效鉴别历史上混淆的品种,如两个"Macrocarpa"变种的遗传分化度达42%。
该研究首次系统描绘了东欧山茱萸栽培品种的遗传图谱,为品种权保护、核心种质构建提供了分子工具。特别重要的是,发现黄果品种的独特遗传特征可能与其特殊次生代谢通路相关,这为未来功能基因研究指明了方向。研究强调应重视匈牙利地方种质的保护利用,以避免育种基因库的持续萎缩。这些发现对实现山茱萸品种的精准选育和可持续利用具有重要实践意义。
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