苦荞富含黄酮类化合物,营养价值丰富,抗逆性和适应性极强,能够生长在高寒、高海拔、低温、低肥地区,在云南、贵州、四川等地均有大面积种植,是我国高寒山区重要的经济作物和粮食作物。我国的苦荞种质资源十分丰富,为了深入挖掘苦荞种质资源,我站和西南大学合作开展了苦荞品种基因指纹图谱构建项目。
研究团队收集了318份苦荞种质资源(其中包含2份外国种质资源),对它们的株高、主茎分枝数、主茎节数、籽粒长等11个主要农艺性状进行了分析,结果表明这些农艺性状均具有较广的变异范围,千粒重、籽粒面积、籽粒圆度、植株主茎分枝数变异系数较大,籽粒直径变异系数较小。
用于分析苦荞种质资源的499对SSR引物中,有440对来源于西南大学方小梅老师根据苦荞全基因组序列所开发,并以间隔1Mb距离随机合成。通过筛选,研究团队共获得77对具有多态性且能稳定扩增出条带的SSR引物。利用这些引物对苦荞种质资源进行遗传多样性分析和聚类分析,318份苦荞种质资源被分为4个类群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),同一类群里的苦荞种质资源亲缘关系较近。
根据遗传多样性分析结果,研究团队进一步从77对引物中筛选出26对可以完全区分318份苦荞种质资源的核心引物,将它们的电泳分析结果进行数字转化,有带的记为“1”,无带的记为“0”,构建了318个苦荞种质资源的指纹图谱,并利用工具转化为二维码形式。
“酉荞5号”的指纹图谱
“酉荞5号”的二维码身份证
苦荞种质资源指纹图谱库建成后,可以对未来即将认定或引进的苦荞资源进行26对SSR引物的鉴定,将其与该图谱库进行比对,从而鉴定其是否为新品种或新资源,对未来苦荞新品种认定具有重要的参考价值。此外,利用该图谱可挖掘出318份苦荞资源中亲缘关系较远的种质资源进行杂交育种,提高杂种优势。
研究团队汇总了26对苦荞核心引物的信息分析结果,形成了《苦荞纯度及真实性鉴定技术规程SSR标记法》申报书,计划申请重庆市地方标准。
在结题验收会上,由中国农科院作物所、重庆市农业广播电视学校、重庆市科技局、重庆市农科院专家组成的验收小组对该项目给予了高度评价。专家组建议研究团队将苦荞品种纯度及真实性SSR分子标记成果申报全国行业标准,并申请新项目对苦荞种质资源的SSR分子标记方法进行深入研究,以更好地保护和挖掘种质资源。
苦荞种质资源基因指纹图谱构建工作的完成,对于苦荞种质资源的评价、品种的鉴定、分子辅助育种、优良基因的定位及克隆具有重要的意义。