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1、石河子大学硕士学位论文大麦种质资源的遗传多样性研究姓名：李守明申请学位级别：硕士专业：作物遗产育种指导教师：魏凌基20100601大麦种质资源的遗传多样性研究 I摘 要 摘 要 为了对新疆大麦种质资源的遗传基础有一个全面地认识，也为今后大麦品种改良中的亲本选配提供有力参考，同时育种家目前掌握的种质材料是品种进一步遗传改良的基础，这就有必要充分了解自己拥有的育种材料的遗传变异程度，并为将来大麦新品种的选育提供理论基础。 本研究采用SSR分子标记技术，对107份大麦种质资源进行了遗传多样性研究，并从农艺性状和醇溶蛋白方面对其进行了综合性分析，得出以下结论： 1、107个大麦品种的8个农艺性状和籽粒
2、蛋白质含量的多样性指数为1.301-1.987，变异系数为8.71%-38.80%。 株高54.8695.56cm， 穗长4.7611.40cm， 千粒重34.4654.27g， 蛋白质含量9.616.7%，大麦品种间在农艺性状和籽粒蛋白含量方面存在广泛的遗传差异。相关性分析表明9个性状虽然具有较复杂的相关关系，但农艺性状与蛋白质含量相互之间不存在显著或极显著的负效应。 2、107个供试大麦品种共分离出26种相对迁移率不同的醇溶蛋白条带。不同大麦品种条带数目不同，最少的14条，最多的21条，平均每个大麦品种分离出17.5条条带。在26个相对迁移率不同位点上有23个等位位点上存在多态性，既供试品
3、种醇溶蛋白条带的多态性为88.6%，表明这些品种有丰富的遗传变异。醇溶蛋白聚类结果与材料的血缘关系和地理来源有一定的相关性。 3、本试验所选用的40对SSR引物检测到的等位位点数变异范围在3-25之间，每条引物平均等位位点数10.5个， 共扩增出418个等位位点， 其中等位位点最丰富的是Dp128； 而Xgwm6、 Xgwm819、 Cfd43等位位点丰富度最低，仅有3个；供试引物多样性指数变异范围在0.2231-2.8964间，平均1.4119，Dp128多样性指数最大， Xgwm819最小； 多态性信息量PIC的变幅介于0.3763-0.9632之间， 平均0.6573，PIC指数最大的是
4、Dp128，最小的是Xgwm6。 4、本试验主要选用的Xbarc、Cfd、DP、Xgwm、Wmc五个系列的引物中，五类引物的平均等位位点数、平均多态性信息量和平均多样性指数变化趋势一致，即DP系列Xbarc系列Cfd系列Wmc系列Xgwm系列。SSR聚类结果与材料的血缘关系和地理来源有一定的相关性。 5、供试材料通过SSR标记可被分成了6个大类13个亚类，通过农艺性状聚类可将其分为6个大类8个亚类，而醇溶蛋白聚类可将供试材料分为6个大类9个亚类。农艺性状、醇溶蛋白和SSR标记聚类结果间的对照分析发现，三种聚类方式之间有一定的对应关系，但此种对应关系并不明显。 关键词关键词：大麦；农艺性状；醇溶
5、蛋白；SSR；遗传多样性 大麦种质资源的遗传多样性研究 IIAbstract The genetic diversity of 107 kinds of spring barley species came from different region by SSR molecular marker Technologies were studied and agronomic trait and hordein in barley were analysised to have a complete recognization on genetic basis of barley germpl
6、asm resources in Xinjiang and providing scientific reference for parental selection of varieties improvement in the barley. The main results were as follows: 1Shannon-wiener（Hi） 、Variation coefficient（CV%）and extremum value of 8 agronomic traits were analyzed. The results showed that Hi varied from1
7、.301-1.987 and CV% varied from 8.71%-38.80%.The plant height varied from 54.86 to 95.56cm,the spike length ranged from 4.76 to 11.40cm,the 1000-grains weight changed from 34.46 to 54.27,the protein contents varied from 9.6% to 16.7%, which showed that materials of Barley Germplasm Resources was quit
8、e abundance in Xinjiang.In relativity analysis that 9 traits had complicated correlativity and the relation between agronomic traits and the protein contents was not marked significant negative correlation. 2. Genetic diversity of hordein was anayzed of 107 barley varieties by A-PAGE. The results sh
9、owed that 26 hordein bands with different rate of relative migration were resolved in these materials， among which 23 (88.6%) were polymorphic，which indicated high genetic diversity. Hordein cluster analysis were in correlation with blood relation and geographic environment. 3Genetic diversity of ho
10、rdein of 107 barley varieties was anayzed by 40 SSR primers. The result showed that 418alleles were determined，the average alleles number in provided primer was10.5，the range of diversity index from a pair of primers was from 0.2231 to 2.8964 and its average value was 1.4119. the diversity index of
11、Dp128 was the highest，Xgwm819 was the lowest.The polymorphism information content (PIC) for the SSR loci varied from 0.3763-0.9632，PIC of DP128 was the highest and Xgwm819 was the lowest. SSR maker cluster analysis were in correlation with blood relation and geographic environment. 4. The Variation
12、trends of the average alleles numbe，polymorphism information content(PIC)，average diversity index of Xbarc、Cfd、DP、Xgwm、Wmc family primers useing in this study were accordant.the trends were DP Xbarc CfdWmcXgwm. 5. The provided varieties can be divided into 6 types and 13 subtypes by SSR maker cluste
13、r analysis， while they can be divided into 6 types and 9 subtypes by hordein cluster analysis .and can be divided into 6 types and 8 subtypes by gronomic trait. The analysis to identity rate of cluster and comparison results in gronomic trait，quality trait and SSR marker indicated that there was cer
14、tain relationship in three cluster methods，but it was not obvious. Key words: barley; gronomic trait; hordein; SSR; genetic diversity 大麦种质资源的遗传多样性研究 VI前 言 大麦属于禾本科、小麦族、大麦属、普通大麦种，与小麦、燕麦和黑麦同属麦类作物，是世界上最古老的粮食作物之一，也是当今世界最重要的粮食作物之一。目前，世界上大麦主要用作饲料和食用。在我国，大麦产量的三分之一用作啤酒，三分之二以上用作饲料和食用。大麦具有生育期短、早熟、抗逆性强和适应性广等优点，
15、至今依然是高寒、干旱和盐碱地区主要的粮食作物，我国青藏高原地区的藏民今天仍然以裸大麦为主食。 我国的大麦遗传资源十分丰富，在我国的基因库中，保存的大麦种质资源近2万份，其中包括古老的地方品种近万份，改良品种近两千份，国外引入品种七千份左右。对这些种质资源进行鉴定与评价，对指导我国的大麦育种具有十分重要的意义。 我国大麦分布地区辽阔广东、海南、黑龙江、新疆和青海等地区都有种植，可划分为冬大麦区、春大麦区、裸大麦区。我国栽培大麦分布广，但主要集中在长江中下游地区，那里大麦栽培面积占全国三分之二以上，产量占全国五分之四。我国大麦种质资源十分丰富，变种类型多样性，我国栽培大麦变种游549种，其中新变种
16、达419种。大麦具有良好的食用和加工价值。 大麦是优质饲料的来源之一。欧洲、北美的发达国家和澳大利亚，都把大麦作为牲畜的主要饲料。随着经济的发展，畜牧业、渔业也随之迅猛发展，这势必扩大饲料资源的需求量。大麦作为饲料，与“饲料之王”的玉米相比，蛋白质尤其是可消化蛋白质明显高于玉米，氨基酸含量是玉米的1.7倍，其中赖氨酸等十多种氨基酸普遍高于玉米，色氨酸是玉米的2倍，其中对牲畜发育十分重要的烟酸含量达到玉米的2.7倍;其矿物质含量(主要是钙、磷和钾)均比玉米高。 大麦是酿造啤酒不可替代的原料。虽然酿造啤酒需要大麦蛋白质含量较低，但随着啤酒制作工业技术的发展，酿造技术日臻完善，通过添加酶制剂、澄清剂，改进糖化、过滤、工艺等，使得高蛋白大麦品种在啤酒工业中的应用日趋普遍。我国的啤酒产量自1978年以来，以极高的年递增率从1978年的51.3万吨增至2002年的2386.83万吨，2003年为250万吨，2004年294.97万吨，连续3年超过美国，跃居世界啤酒生产榜首，今后啤酒产量每年将以5%递增。随着啤酒酿造工业的飞速发展，我国已成为世界第一啤酒生
