甘薯種質(zhì)資源研究及其信息管理平臺(tái)的建立.pdf

1、甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]既是糧食作物又是經(jīng)濟(jì)作物,具有很高的營(yíng)養(yǎng)保健作用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。優(yōu)良甘薯新品種的選育是甘薯生產(chǎn)及其產(chǎn)業(yè)化的重要基礎(chǔ)性工作,而甘薯種質(zhì)資源是甘薯育種工作的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。所擁有種質(zhì)資源的數(shù)量以及其創(chuàng)新利用的好壞關(guān)系到甘薯育種的進(jìn)展和突破。遺傳多樣性是甘薯種質(zhì)資源研究的重要內(nèi)容,較為全面地掌握現(xiàn)有資源的遺傳多樣性,可以減少甘薯育種工作中親本選配的盲目性,從而提高育種效率。建立高效率的計(jì)算機(jī)統(tǒng)一

2、管理的甘薯種質(zhì)資源信息管理平臺(tái),方便育種工作者全面了解甘薯種質(zhì)資源的相關(guān)信息,可在一定程度上提高育種成效。本研究在2010年調(diào)查和測(cè)定西南大學(xué)重慶市甘薯工程技術(shù)研究中心保存的88份甘薯種質(zhì)資源的形態(tài)特征、產(chǎn)量及主要經(jīng)濟(jì)性狀的基礎(chǔ)上,用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)部分性狀進(jìn)行單因素方差或變異系數(shù)分析,并進(jìn)行了ISSR分子標(biāo)記和30種性狀的形態(tài)標(biāo)記研究;將調(diào)查和測(cè)定取得的形態(tài)特征、產(chǎn)量及主要經(jīng)濟(jì)性狀數(shù)據(jù)錄入用PHP+MySQL+Apache技術(shù)建

3、立的甘薯種質(zhì)資源信息管理平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)以上研究?jī)?nèi)容揭示了88份甘薯種質(zhì)資源的性狀表現(xiàn)豐富程度和遺傳多樣性,為甘薯種質(zhì)資源的搜集、鑒定、管理提供科學(xué)依據(jù),更為甘薯育種親本的選擇、雜交組合的配制提供指導(dǎo)和依據(jù),對(duì)于促進(jìn)育種效率和成效的提高具有重要意義。
　　 本研究獲得了以下初步結(jié)果:
　　 1、甘薯種質(zhì)資源形態(tài)特征、產(chǎn)量及其他主要經(jīng)濟(jì)性狀的研究:調(diào)查和測(cè)定了88份甘薯種質(zhì)資源的形態(tài)特征、產(chǎn)量及其他主要經(jīng)濟(jì)性狀,對(duì)基部分枝

4、數(shù)、最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)、莖粗和葉片面積四個(gè)性狀進(jìn)行單因素方差分析,并計(jì)算產(chǎn)量和部分經(jīng)濟(jì)性狀的變異系數(shù)?；谔镩g性狀的調(diào)查數(shù)據(jù),將9項(xiàng)數(shù)量性狀轉(zhuǎn)換為形態(tài)多態(tài)性狀并編碼,21項(xiàng)質(zhì)量性狀按各自擁有的多態(tài)編碼,應(yīng)用DPS7.05統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行歐式距離聚類(lèi)并估算遺傳距離。結(jié)果表明:基部分枝數(shù)、最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)、莖粗和葉片面積的性狀差異較明顯;鮮薯產(chǎn)量、藤葉產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量及單薯出苗數(shù)性狀的變異系數(shù)均在40％以上;生物鮮產(chǎn)量、生物干產(chǎn)量、重量上薯率及薯塊干物

5、率的變異系數(shù)均在30％以下。形態(tài)學(xué)聚類(lèi)分析結(jié)果表明:各份甘薯種質(zhì)資源的平均歐式距離是6.42;徐薯22和R11-45之間的歐式距離最近,為3.61;陵水2號(hào)和3-0-A1之間的歐式距離最遠(yuǎn),為11.00;在歐式距離約為7.2處時(shí),可以分為5個(gè)組群;國(guó)內(nèi)品種的親緣關(guān)系與資源的來(lái)源地并無(wú)明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　 2、甘薯種質(zhì)資源遺傳親緣關(guān)系的ISSR聚類(lèi)分析:采用10個(gè)ISSR引物對(duì)88份甘薯種質(zhì)資源進(jìn)行分子標(biāo)記研究,共得到了清晰、穩(wěn)定

6、性好的2652條譜帶,其中多態(tài)性譜帶2190條,多態(tài)性比率為82.58％?；贗SSR標(biāo)記產(chǎn)生的聚類(lèi)圖在閾值為0.72處將88份甘薯種質(zhì)資源分為11組,各資源間的相似性系數(shù)分布在0.438-0.906之間。這表明這些甘薯種質(zhì)資源間既有相似的遺傳背景,也存在一定的差異。從整體來(lái)看,國(guó)內(nèi)品種的親緣關(guān)系與其來(lái)源地并無(wú)明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系。重慶育成品系91-78-67和99-103-33,江蘇育成品種R11-45和湖北育成品種鄂薯407之間的相似性系數(shù)

7、最大,均為0.906;重慶育成品系9319-1和湖南育成品種湘薯541之間的相似性系數(shù)最小,為0.438。通過(guò)遺傳相似性分析,可以為親本選擇與搭配提供指導(dǎo),如考慮相似性系數(shù)較小的資源進(jìn)行親本組配,似乎92-93×廣菜薯3號(hào),9319.1×湘薯541,渝薯40×南薯007等雜交組配較為理想。
　　 3、甘薯種質(zhì)資源信息管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究:用PHP+MySQL+Apache技術(shù)建成甘薯種質(zhì)資源信息管理平臺(tái),并錄入本文所研究的8

8、8份資源的形態(tài)特征、產(chǎn)量性狀、主要經(jīng)濟(jì)性狀、綜合評(píng)價(jià)以及圖像等相關(guān)信息。該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對(duì)種質(zhì)資源信息的統(tǒng)一管理,能夠及時(shí)發(fā)布甘薯種質(zhì)資源的基本信息,并提供幾種不同的信息奄詢(xún)與篩選類(lèi)別,使育種專(zhuān)家及其他用戶(hù)能瀏覽數(shù)據(jù)庫(kù)中甘薯種質(zhì)資源的相關(guān)信息和搜索到符合條件的信息。且該平臺(tái)具有完善的后臺(tái)管理模塊,使平臺(tái)管理員能夠及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容進(jìn)行增添、刪減及修改等。
　　 綜上所述,通過(guò)對(duì)西南大學(xué)重慶市甘薯工程技術(shù)研究中心的88份甘薯

9、種質(zhì)資源的形態(tài)特征、5種產(chǎn)量性狀和11種經(jīng)濟(jì)性狀的調(diào)查和測(cè)定,形態(tài)標(biāo)記和ISSR分子標(biāo)記遺傳多樣性分析以及這些資源的計(jì)算機(jī)信息管理平臺(tái)建設(shè)等研究表明,這些資源具有一定的多態(tài)性,可以從中篩選出具有出苗數(shù)高、高產(chǎn)最潛力等優(yōu)良性狀的資源,但仍需搜集、補(bǔ)充新的資源用以增加群體中生物鮮產(chǎn)量、生物干產(chǎn)量、重量上薯率及薯塊干物率的性狀表現(xiàn)豐富程度;形態(tài)標(biāo)記與ISSR標(biāo)記二者結(jié)合評(píng)價(jià)甘薯種質(zhì)資源的遺傳多樣性具有可行性,通過(guò)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)甘薯種質(zhì)資源的