四川凉山油橄榄种质基于SSR标记与表型性状的遗传多样性及群体结构分析

《Horticulturae》：Genetic Diversity and Population Structure of Olive Germplasm from Liangshan Based on SSR Markers and Phenotypic Traits

　　

探究遗传多样性是种质资源管理与利用的前提。研究人员基于成熟果实表型性状与48个简单序列重复（SSR）标记，评估了中国四川省凉山地区103份油橄榄（Olea europaea）品种的遗传多样性与群体结构。各果实表型指标间呈高度正相关，少数指标呈负相关（如核纵径与果形指数、核形指数极显著负相关）。鲜果含油率与果纵径、核横径、核纵径及果体积呈显著负相关。群体中SSR位点等位变异数为2至22，平均10.7。103份品种的平均香农信息指数（I）、观测杂合度（Ho）与期望杂合度（He）分别为1.529、0.54与0.685，表明品种间遗传多样性较高。结构（Structure）分析、主成分分析（PCA）与主坐标分析（PCoA）一致将品种划分为两个祖源群体，平均固定指数（FST）=0.052，基因流（Nm）=4.544，提示群体间遗传分化中等且基因交流广泛。基于表型聚类与系统发育分析，成功甄别8份同物异名或同名异物品种。进一步利用7对SSR引物建立分子指纹图谱，可有效区分所有品种。本研究为凉山地区油橄榄种质资源管理与育种提供重要参考。

研究背景方面，油橄榄（Olea europaea L.）因鲜果所制橄榄油的营养价值与商业价值而全球广栽，其兼具自交与种间杂交的繁育系统虽丰富了基因型与生态型种质，但也造成种质误识与混乱。准确快速的种质鉴定是资源管理及育种推进的关键，而表型受环境调制易降低可靠性，分子标记尤其是SSR（simple sequence repeat）标记因位点多态性高、可重复性强且适合高通量自动化分析，被国际植物新品种保护联盟（UPOV）推荐用于品种鉴定与数据库构建。地中海等传统产区虽已有大量SSR研究并厘清众多同物异名与同名异物，但全球油橄榄品种逾2000个，仍有大量种质待表征。中国自1964年大规模引种油橄榄，四川栽培面积超24000公顷居全国第二，凉山为四川主产区，当地某基地保存超200个品种，其中103个已稳定挂果，但此前仅25个曾被SSR研究覆盖，绝大多数凉山油橄榄种质缺乏系统分子鉴定，制约了资源管理及育种。为此，研究人员于《Horticulturae》报道了该项研究，旨在用表型与SSR评估103份凉山油橄榄多样性、甄别同名异物/同物异名并建立SSR指纹系统。

关键技术方法上，研究人员于凉山州西昌市凉山中泽新技术开发有限公司橄榄园选取103份8年生扦插树（同源相邻小区、统一管理），每品种选3株相似树，每树东西南北向采100个无病虫害成熟果，分大中小三级各30个测果实柄长/径、果横/纵径、核横/纵径、单果重、核重、体积（排水法）、果肉率及近红外测鲜果含油率，表型数据经Excel整理、R语言vegan包Z标准化后Ward.D2层次聚类并以pvclust启动子抽样算AU p值；叶片DNA用柱式试剂盒提取，初筛109对文献SSR引物后保留48个多态性良好位点，ABI3730毛细管电泳分型，GenMapper读带，GenAlEx算Na/Ne/Ho/He，Structure 2.3.4按admixture模型跑K=1~10取ΔK峰值，CLUMPAK整合、Distruct作图，F_ST与Nm由GenAlEx得；SSR遗传距离建NJ树（R ape包+iTOL），PCA/PCoA用R vegan/ggfortify；用R combn函数从45个稳定SSR中搜最小引物组合数使103基因型全唯一，定7对引物并转动态二维码指纹。

研究结果部分，3.1节果实表型统计显示大果重、小果重、均果重、果体积、含油率均右偏，Gordal de Sevillana、Ascolano、Giarraffa均果重超8g居前，Kalamon等3份果肉率超90%，Coratina等鲜果含油率超18.08%。3.2节表型相关分析表明多数果实性状极显著正相关，核纵径与果形指数/核形指数极显著负相关，鲜果含油率与果纵径、核横径、核纵径、果体积显著负相关。3.3节表型层次聚类（AU>90%节点占43.68%）将103份分4支（31/23/20/29份），IV支均果重6.657g最大、III支1.964g最小，果肉率与含油率簇间差异小，来源国（西/以/意）在簇中分散。3.4节48个SSR位点等位数2~22（均10.7），有效等位数Ne均3.931（OeSSR64最高9.227），香农指数0.285~2.380（均1.529），Ho均0.54、He均0.685。3.5节Structure分析ΔK在K=2达峰（近40），lnP(D)在K=1→2跃升，判定两祖源群，间F_ST=0.052、Nm=4.544。3.6节PCA与PCoA均支持两群分隔，少量中间混杂个体（OBC161、OBC045、OBC088等）为离群。3.7节NJ系统树将103份分3支（51/15/37份），分支I对应Structure红群/POP1，分支III对应紫群/POP2，分支II为混合中间群。3.8节Mantel检验SSR遗传距离与表型（p=0.001）、与含油率（p=0.001）均极显著相关，PCA中PC18/PC21与含油率?log₁₀(p)>2.0。3.9节从45个稳定SSR搜得最小7对（OeSSR17/25/43/52/56/66/67）可唯一区分103份，建SSR指纹并转二维码。

讨论部分，研究人员指出表型右偏印证长期人工选择下大果表用、小果油用方向，含油率与果大小负相关与既往一致；表型聚类起源弱关联说明凉山引种多源而非单系。SSR多样性（Ho=0.54、He=0.685）与意大利489份（Ho=0.605/He=0.664）相近，高于克罗地亚土耳其20份、低于阿尔及利亚19份，证实凉山种质高多样；系统树三簇中第三簇Q值低、混合度高，含Arbequina等常用杂交亲本。Structure两群+中等F_ST+高Nm反映引种后广泛基因流。8份同名/同物异名（如Kaliniot OBC151圆果与OBC170尖叶、Pendolin OBC163与PendolinoWD OBC171、Hojiblanca四类OBC008/101/122/198）靠表型+SSR双证厘清。7对SSR指纹较Li等53份用4对更适配百份级鉴定，且绑定表型可速筛高油/大果亲本。

结论部分翻译：本研究基于果实表型性状与SSR标记评估凉山103份油橄榄品种遗传多样性。各果实表型指标间呈高度正相关，鲜果含油率与果纵径、核横径、核纵径及果体积显著负相关。遗传多样性分析显示每位点平均等位基因10.7、平均香农指数1.529，品种间遗传多样性较高，可为育种提供更宽优亲材料并利于未来育种中战略性挖掘优良果实性状。Structure、PCA与PCoA一致将品种划为两祖源群，平均F_ST=0.052、Nm=4.544，提示群体间中等遗传分化与广泛基因流。基于表型聚类与系统发育分析成功识别8份同物异名或同名异物品种。此外，利用7对SSR引物建立DNA指纹图谱可有效鉴定所有品种。上述发现为凉山油橄榄种质管理及未来育种计划提供宝贵参考。