通过形态特征和起始密码子靶向多态性揭示的柑橘砧木的遗传多样性及种群结构

《BMC Plant Biology》：Genetic diversity and population structure of citrus rootstocks revealed by morphological traits and Start Codon Targeted (SCoT) polymorphism

　　

摘要

背景

为实现可持续的柑橘生产，识别并利用遗传多样性丰富的柑橘砧木至关重要。然而，在印度的气候条件下，结合表型特征与功能性分子标记来全面分析不同柑橘砧木特性的综合研究还相对较少。

结果

在本研究中，通过27个果实和种子形态特征以及19个起始密码子靶向（SCoT）引物，对17种具有商业价值的本地及杂交柑橘砧木基因型进行了评估，以此分析其表型多样性、遗传关系及群体结构。研究中发现诸多表型变异，21个特征的变异系数超过20%，其中果实重量（68.24%）和果实形状（70.32%）的变异程度最高。主成分分析得出7个特征值大于1的成分，这7个成分共同解释了86.9%的总变异量。分子分析共检测到63条带，其中83.41%为多态性带，平均多态性信息含量为0.324，这表明SCoT标记在区分柑橘砧木方面具有有效性。主坐标分析和UPGMA聚类将这些砧木分为4个主要组，这些组大致对应着其亲缘关系。群体结构分析显示存在两个主要的遗传库（K=2），而分子方差分析则表明各组之间存在中等但显著的遗传差异（PhiST=0.2159）。Mantel分析显示形态多样性与分子多样性之间的关联较弱且不显著（r=0.071，P=0.259），而Procrustes分析则表明这两种数据集之间存在中等程度的一致性（r=0.435，P=0.086），这说明这两种方法能够捕捉到互补的多样性模式。

结论

将表型特征与SCoT标记相结合使用，可全面评估柑橘砧木的遗传多样性及其相互关系。本研究发现的遗传上不同的砧木是宝贵的遗传资源，可用于种质保存，同时也可作为未来在印度条件下开展柑橘砧木育种和改良工作的潜在亲本材料。