基于分子标记的小麦生物多样性评估，用于保护与可持续育种

《Biodiversity and Conservation》：Molecular marker based assessment of wheat biodiversity for conservation and sustainable breeding

本研究利用SSR、ISSR和CE-AFLP分子标记对埃及40份小麦种质资源进行遗传多样性分析，发现不同气候区样本形成显著遗传组群，揭示环境适应性对遗传结构的影响，为气候变化下的小麦育种和种质保存提供数据基础。

　　

摘要

小麦（Triticum aestivum L.）是一种重要的谷物作物，为全球提供了大量的热量和蛋白质。然而，气候变异性（包括热应激、干旱和降雨不规律）对小麦生产构成了严重挑战，尤其是在粮食安全脆弱的地区。因此，提高遗传多样性对于增强小麦的适应性和抗逆性至关重要。然而，为了培育高产品种而进行的密集选育活动缩小了现代小麦的遗传基础，限制了其应对环境压力的能力。本研究旨在利用基于简单序列重复（SSR）、简单序列重复间区（ISSR）和扩增片段长度多态性结合毛细管电泳（CE-AFLP）的综合分子标记方法，评估从不同农业气候区收集的40个埃及小麦基因型的遗传多样性和群体结构。遗传多样性评估使用了10个SSR引物、10个ISSR引物和3个CE-AFLP引物组合。通过计算多态性水平和多态性信息含量（PIC）来评估标记的有效性。利用Jaccard相似系数和UPGMA聚类分析推断基因型间的遗传关系，以研究其与农业气候起源之间的遗传结构模式。SSR标记产生了41个等位基因，其中35个为多态性等位基因（占85.37%），平均PIC值为0.349；ISSR引物产生了124条条带，包括84个多态性位点，总体多态性水平为67.74%，平均PIC值为0.368；CE-AFLP分析产生了1080个片段，其中99.81%为多态性片段，平均PIC值为0.331，显示出较高的全基因组分辨率。UPGMA聚类分析将小麦基因型一致地划分为不同的主要遗传组，这些组与其农业气候起源区域基本对应，表明环境适应对遗传结构有影响。SSR、ISSR和CE-AFLP标记的联合应用为评估小麦的遗传多样性提供了可靠且互补的框架。各标记系统检测到的高多态性水平凸显了埃及小麦地方品种中的遗传变异丰富性。尽管本研究仅限于基于分子标记的分析，没有直接关联基因型与表型的数据，但生成的多样性信息为小麦种质资源的保护和在气候变化条件下进行战略性选育提供了有价值的基线数据。