基于单倍型序列（SSR）的遗传多样性、群体分化以及来自伊朗地方品种和国际栽培品种的甘蔗（Saccharum spp.）种质资源的系统发育关系

《Journal of Crop Science and Biotechnology》：SSR-based genetic diversity, population differentiation, and phylogenetic relationships in sugarcane (Saccharum spp.) germplasm from Iranian landraces and international cultivars

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摘要

甘蔗（Saccharum属）被广泛利用，尤其是作为糖和生物乙醇的来源，在热带和亚热带国家的经济中发挥着重要作用。对甘蔗产品的需求正在增加，这就需要保护遗传多样性，以便培育新的品种。分析甘蔗的遗传多样性对于提高選擇效率并通过标记辅助育种加速优良品种的開發至关重要。本研究旨在利用28个多态性SSR标记（通过POPGENE、GenAlEx、SplitsTree和R软件进行分析），评估40个甘蔗基因型的遗传多样性、群体结构及系统发育关系，这些基因型包括20个伊朗本地品种、12个栽培品种、7个克隆系和1个野生型。结果表明，US Canal Point群体（Pop-2）的遗传多样性最高，可以利用其较高的多样性指数来改进品种培育和亲本選擇；而伊朗本地品种（Pop-1）的遗传多样性最低。观察到的中等遗传多样性（平均多态性信息含量（PIC）=0.417；平均Nei基因多样性=0.259）表明存在丰富的等位基因变异，这些变异可以用于培育耐逆境和高产的品种，特别是在易受胁迫的环境中。多态性带分析显示平均PIC值为0.417。标记等位基因的分析结果显示，基因分化的平均值为0.189（Gst），Nei基因多样性为0.259（h），Shannon信息指数为0.408（I），说明所测试群体的遗传多样性处于中等水平。系统发育分析清楚地区分了本地品种与优良育种材料，以及美国Canal Point的品种。分子方差分析（AMOVA）显示，群体内部的变异（82.9%）显著高于群体间的变异（17.1%），且基因分化显著（Fst = 0.171，P < 0.001）。我们的研究结果独特地证明了SSR标记在描述和保護伊朗甘蔗本地品种遗传资源方面的实用性，同时为这一地区提供了全面的遗传基线。本研究为未来的标记辅助育种和亲本選擇策略奠定了重要基础，旨在培育适应伊朗农业生态条件的高蔗糖、耐逆境的甘蔗品种，并为甘蔗遗传资源的合理保護和管理提供了框架。

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