豌豆属(Pisum)SSR标记遗传多样性结构鉴别与分析

【目的】评价豌豆属(Pisum L.)2个种5个亚种下,共8个资源类群的遗传多样性水平,揭示豌豆属下资源群体结构及其遗传关系远近,验证传统植物学分类的可靠程度,为充分发掘、利用豌豆野生种质提供必要信息。【方法】利用21对豌豆多态性SSR引物,对来自世界5大洲62个国家的豌豆属94份栽培种质(P.sativum ssp.sativum var.sativum)及其1个近缘野生种(P.fulvum),3个野生亚种(P.sativum ssp.abyssinicum、P.sativum ssp.asiaticum、P.sativum ssp.transcaucasicum)和3个野生变种(P.sativum ssp.elatius var.elatius、P.sativum ssp.elatius var.pumilio、P.sativum ssp.sativumvar.arvense)的103份野生种质进行SSR标记遗传多样性分析;利用NTSYSpc2.2d软件估算其遗传距离,进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;利用Popgene V1.32估算种质群间的Nei78遗传距离等参数并进行UPGMA聚类分析,采用MEGA3.1绘制种质群间聚类图;采用Popgene V1.32估算种质群的等位位点分布等参数,利用Fstat V2.9.3.2进行种质群间遗传多样性差异显著性测验。【结果】21对豌豆多态性SSR引物共扩增出104条多态性带,每对引物平均扩增出4.95个等位变异,其中有效等位变异占65.56%;PSAD270,PSAC58,PSAA18,PSAC75,PSAA175和PSAB72等SSR引物最为有效。SSR等位变异在豌豆属植物学分类单位中分布均匀,但分类单位种质群间的遗传多样性在多数情况下差异显著。豌豆属野生种P.fulvum的遗传多样性远低于栽培种P.sativum;豌豆栽培种下,P.sativum ssp.sativum var.sativum和P.sativum ssp.asiaticum的遗传多样性最高,P.sativum ssp.elatius var.elatius和P.sativum ssp.transcaucasicum次之,P.sativum ssp.elatius var.pumilio、P.sativum ssp.sativum var.arvense和P.sativumssp.abyssinicum最低。PCA分析发现,豌豆属种质资源由4个差异明显的基因库构成。"fulvum"基因库主要由野生种Pisum fulvum资源构成,"abyssinicum"基因库主要由栽培种下的P.sativum ssp.abyssinicum亚种资源构成,"arvense"基因库主要由栽培种下的P.sativum ssp.sativumvar.arvense变种资源构成;"sativum"基因库由P.sativum ssp.asiaticum、P.sativum ssp.elatius var.elatius、P.sativum ssp.transcaucasicum、P.sativum ssp.elatius var.pumilio和P.sativum ssp.sativum var.sativum资源构成。"sativum"基因库构成豌豆栽培资源初级基因库;"fulvum"、"abyssinicum"和"arvense"基因库共同构成豌豆栽培资源次级基因库。植物学分类单位间的Nei78遗传距离介于7.531～35.956,UPGMA聚类方法将豌豆属植物学分类单位聚成3个组群,"组群I"对应"sativum"和"arvense"基因库之和,"组群II"对应"abyssinicum"基因库,"组群III"对应"fulvum"基因库,聚类结果支持4个基因库的划分。【结论】豌豆属下多数植物学分类单位间遗传多样性差异显著,并分化成4个基因库。研究结果部分支持豌豆属下传统的植物学分类体系,并指出了其合理与不足之处。为拓宽豌豆育成品种的遗传基础,应充分发掘豌豆属下各基因库的遗传潜力。