成果名称: 基于转录组序列SSR标记的果桑种质资源遗传结构和核心种质构建研究
完成单位: 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所
主要人员: 王振江,吴剑安,罗国庆,戴凡炜,唐翠明,何利
介绍:

    1. 课题来源与背景:本成果受到广东省农业科学院院长基金项目的资助。2015年立项。果桑是以桑椹生产为目的,在叶桑基础上选育的桑椹专用型或果叶兼用型桑树品种的统称。近十多年来,随着我国第一个果桑品种的审定,全国果桑产业得到快速发展,目前果桑的人工栽培已经遍布全国,桑椹产量已经有数十万吨,目前逐渐在我国形成了一个新的产业——桑椹产业,果桑也逐渐跳出了传统蚕桑的范畴,进入了水果产业的领域。但基于桑椹种质资源较为贫乏以及相关研究单位较少等原因,目前国内缺乏对果桑资源的评价和遗传背景等系统研究,对果桑种质资源的了解甚少,已严重影响了果桑种质资源的全面开发和应用,阻碍了果桑育种工作的开展。同时随着桑树种质资源的不断收集,巨大的种质资源数量给果桑种质的保存、评价以及开发利用等带来了许多困难。因此,开展果桑遗传多样性的研究并构建其核心种质的研究工作十分必要,不仅可以实现对桑树种质资源的高效保存,而且将进一步促进对果桑种质资源的评价和开发利用,对促进了桑椹产业的发展等都具有重要的意义。

    2 .项目技术原理及性能指标:本项目以国家桑树种质资源圃—华南分圃中保存的300多份果桑种质资源为研究对象,从表型和分子水平对果桑种质资源进行多层次、多水平的遗传多样性评价,全面深入的分析果桑资源的遗传分化、遗传关系和群体结构,为果桑种质的鉴定和优良杂交组合的选配提供依据,从而为我国的果桑长期高效育种奠定基础;同时基于表型和分子数据基础,初步构建其核心种质。本研究对于果桑种质资源的保护及管理,重要农艺性状基因的发掘和利用,以及遗传育种等都具有重要意义。

    3 .技术的创造性与先进性:项目通过实施主要在以下几个方面取得了进步:(1)以全国种植面积最大的果桑品种“粤椹大10”为材料,利用Illumina HiSeq 2000进行de novo转录组高通量测序,建立了桑树转录组序列数据库。(2)基于转录组测序设计EST-SSR 引物,从设中随机挑选出200对引物利用5个不同桑种果桑品种植株幼叶的基因组 DNA初步筛选出具有多态性的EST-SSR引物共有52对。(3)以国家桑树种质资源圃华南-分圃保存的284份果桑种质资源为材料,利用筛选出的31条多态性SSR标记对其进行了遗传多样性与亲缘关系分析(4)根据 SSR 标记所得到的条带矩阵进行非加权类平均法(UPGMA)聚类,采用逐步聚类随机取样法和主成分聚类方法初步构建核心种质库,分别构建了包含76个样本和 72个样本的初选核心样本群;利用多重遗传多样性指数对核心群进行了检测,结果表明两种方法构建的初选核心种质群体基本保持了其初始群体的遗传结构。

    4 .技术的成熟程度,适用范围和安全性:该技术成熟度较好,本技术率先利用de novo高通量测序手段获得桑树转录组序列,建立桑树转录组序列数据库,并基于转录组序列进行大规模SSR标记的开发,丰富了桑树的SSR标记数据库。并利用SSR荧光标记技术从分子水平对果桑种质资源进行多层次、多水平的遗传评价,全面了深入分析果桑种质的遗传多样性、遗传关系和群体结构,初步构建果桑种质资源的核心种质。本技术可用于果桑种质的鉴定和优良杂交组合的选配,果桑种质资源的保护及管理,重要农艺性状基因的发掘和利用等领域。

    5. 应用情况及存在的问题:本项目从表型和分子水平对以国家桑树种质资源圃—华南分圃中保存的284份果桑种质资源进行了多层次、多水平的遗传多样性评价,全面深入分析了果桑资源的遗传分化、遗传关系和群体结构,可为果桑种质的鉴定和优良杂交组合的选配提供依据,从而为我国的果桑长期高效育种奠定基础。我省育成了我国第一个通过品种审定也是种植面积最大的果桑品种‘粤椹大10’,在果桑产业开发领域取得了丰硕成果,整体研究居于国内领先水平,但果桑种质资源的的收集保存与鉴评工作是一项长期而又艰苦的工作,需要投入大量的人力、物力和财力,目前的主要问题是经费不足,政府支持力度不够,不同程度地影响了对果桑种质资源的收集、保护和评价利用研究。

批准登记号:
登记日期: 2020-06-19
研究起止时间: 2015-01-01至2017-12-31
所属行业: 农、林、牧、渔业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 广东省农业科学院
评价日期: 2018-04-23