鱼腥草种质资源遗传多样性分析与铅含量关联变异的分子标记筛选

本研究通过农艺性状和地下茎铅含量对72份鱼腥草种质资源进行综合评价，结合ISSR分子标记和广义线性模型分析，发现地下茎厚度与铅离子吸收显著相关，并鉴定出Locus 21和Locus 29两个低铅吸附种质筛选位点，为培育食用安全型鱼腥草品种提供了快速分子筛选依据。

　　

鱼腥草遗传多样性与铅富集特性研究

摘要

鱼腥草作为西南地区重要的药食两用作物，其铅离子富集特性带来食用安全隐患。研究团队对72份来自11个省份的种质资源进行系统评价，通过农艺性状分析和分子标记技术，揭示了铅吸收与地下茎厚度的负相关性，并筛选出关键分子标记位点。

材料与方法

实验材料包含47份贵州种质在内的72份资源，采用含500 mg kg^-1 Pb(NO₃)₂的基质进行栽培。通过电子游标卡尺测量15项形态指标，ICP-MS测定铅含量，使用8条ISSR引物进行PCR扩增。数据分析采用Ward聚类、灰色关联和GLM模型等方法。

结果

形态性状分析显示，91.67%种质为全缘叶型，58.33%茎杆呈浅红色。聚类分析将种质分为5大类，其中贵州种质占主导地位。铅含量聚类显示GZSCP种质富集能力最强（16.77 mg kg^-1），GZZZ最低（0.32 mg kg^-1）。灰色关联分析表明地下茎厚度与铅吸收呈显著负相关（r=-0.902），厚度＞2.5 mm的种质铅含量均≤3 mg kg^-1。

ISSR标记分析

8条引物共扩增出100条带，多态性率达99.04%。GLM模型鉴定出4个显著关联位点，其中Locus 19（P=0.0002）和Locus 21解释率最高。验证实验证实不含这两个位点的种质普遍具有低铅吸附特性。

讨论

本研究首次系统揭示了鱼腥草地下茎形态与铅富集的负相关关系，其机制可能与比表面积变化有关。发现的ISSR标记为分子辅助育种提供了工具，其中Locus 19和Locus 21对低铅种质筛选具有重要价值。研究建议后续应重点解析这两个位点调控铅吸收的分子机制。

该研究为培育安全食用的鱼腥草品种建立了形态-分子双重筛选体系，对保障农产品安全和重金属污染治理具有重要实践意义。未来研究可结合转录组学和代谢组学技术，深入挖掘调控铅吸收的关键基因网络。