福鼎大白茶半同胞系和云南大叶茶半同胞系遗传多样性和亲缘关系研究

茶树(Camellia sinensis (L.) 0. Kuntze)原产于中国,我国是世界上最早利用和栽培茶树的国家,茶树种质资源非常丰富。福鼎大白茶和云南大叶茶是茶树育种的优良原始材料,是我国选育红绿茶新品种的两个主要亲本。本研究引入木本植物品种选育和遗传改良中的半同胞系概念,在福鼎大白茶半同胞系和云南大叶茶半同胞系中选择了有代表性的40个品种(系)为研究材料,系统分析了它们的表型性状变异和多样性,并利用ISSR和EST-SSR分子标记分析其遗传多样性和亲缘关系,对两种微卫星分子标记在两个半同胞系的品种(系)上检测到的位点多态性及遗传多样性分析方面的效率和效果进行了比较,为更充分利用其优异基因、选育出更多的良种服务。 1、福鼎大白茶半同胞系和云南大叶茶半同胞系表型性状的变异和多样性 调查了40个品种(系)的表型性状,并对26个质量性状指标和18个数量性状指标进行了分析。结果表明,两个半同胞系品种(系)的质量性状表现出较丰富的遗传变异,平均遗传多样性指数达到0.88;而它们的数量性状表现出比质量性状更丰富的遗传变异,平均遗传多样性指数达到1.87;通过系统鉴定和评价,发现两个半同胞系的表型性状存在较高的遗传多样性,平均多样性指数达到1.29。 2、遗传多样性和亲缘关系的ISSR分析 利用14个ISSR引物对两个半同胞系40份供试品种(系)材料进行了遗传多样性和亲缘关系分析,结果表明,ISSR引物对不同品种(系)的辨别能力较强,40份供试品种(系)的基因多样性指数为0.35,Shannon信息指数为0.52;对供试品种(系)按母本来源进行分组,各组间的遗传多样性水平比较接近;分析品种(系)间的亲缘关系,来源于同一育种单位的部分茶树品种(系)往往聚类在同一类群中,而且无论是不同母本来源的品种(系)群间,还是不同育种机构选育的品种(系)群间,都表现出较高的遗传相似性,相似系数平均为0.96,彼此间存在着非常近的遗传距离。 3、基于EST-SSR的遗传多样性和亲缘关系分析 利用28对EST-SSR引物对40份供试品种(系)的遗传多样性和亲缘关系进行了分析,发现供试品种的多态性信息量(PIC)变化范围较大,最大的为0.79(TM268),最小的为0.13(108),平均值为0.59,说明所选用的28对引物的多态性总体较高;对不同品种群的亲缘关系分析表明,无论是不同母本来源的品种群间,还是不同育种机构选育的品种群间,都表现出较高的遗传相似性。 4、ISSR和EST-SSR标记在检测福鼎大白茶半同胞系和云南大叶茶半同胞系品种(系)遗传多样性上的比较分析 比较了两种微卫星分子标记在两个半同胞系上检测到的位点多态性及遗传多样性分析方面的效率和效果,发现ISSR标记在位点检测能力上明显高于EST-SSR标记,ISSR引物具有更强的品种辨识能力,揭示的位点多态性信息要较EST-SSR标记更加丰富;然而EST-SSR标记的效率略高于ISSR标记。 基于ISSR标记的聚类分析将福鼎大白茶单独分开,而将其它茶树品种聚为一类,且能将杭州市农科院茶叶研究所选育的品种(系)和江苏茶树品种研究所选育的锡茶系列品种区分开来。基于EST-SSR标记的聚类分析则可将供试的40个茶树品种分为四个类群:第I类群为福云6号一个品种;第II类群由锡茶50和菊花春2个品种组成;第Ⅲ类群也仅只有一个品种苹云;第Ⅳ类群为一个大类群,由其余36个品种组成。在第Ⅳ类群中又分2个亚群,福鼎大白茶、浙农129和蜀永906聚为一个亚群,其余品种组成另一个亚群,该亚群能将杭州市农科院茶叶研究所选育的部分茶树品种(系)聚在一起。 将ISSR和EST-SSR标记检测到的位点合并进行聚类分析表明,供试品种被分为两个类群,福鼎大白茶单独聚为一类,而其它所有品种聚为另一个群体,这与ISSR标记的聚类结果相近。分组来看,杭州市农科院茶叶研究所选育的品种(系)和浙江大学茶叶研究所选育的浙农系列品种大部分能够区分开来,而江苏省茶树品种研究所选育的锡茶系列品种则较为分散,这又与EST-SSR标记的聚类结果相似。