我国西南朝天椒种质资源遗传多样性分析及核心种质构建

Local germplasms of pod peppers of 117 originating in southwest region of China were collected in the research. Botany characteristics, agronomic traits, and other aspects of these germplasms planted in field will be further studied, based on the previous research results. The differences on genetic background are to be evaluated on phenotype level. SSR molecular marker techniques are going to be applied to ascertain that differences on DNA polymorphism on genome level. This application system to germplasm resource research of pod pepper will be perfected and optimized through adjusting PCR reaction systems. Genetic diversity in main germplasm resource of pod pepper in southwest region is to be comprehensively evaluated, combined the phenotype differences with the DNA polymorphism differences.. Through the implementation of this project research, the molecular evidences on the core collection of pod pepper in southwest region will be verified for the first time. The genetic relationship in main germplasm resource of pod pepper in southwest region will also be ascertained by combining traditional phenotypic evaluation with modern molecular biology techniques. The preliminary basis on molecular marker-assisted breeding in pod pepper will be established.

项目以我国西南地区主要朝天椒地方种质（117份）为试材，在前期研究基础上，进一步对这些种质的大田植物学特征、农艺性状等展开更为深入的研究，从表型层面评价这些种质的遗传背景差异。应用SSR分子标记技术探明这些朝天椒种质资源在基因组层面的DNA多态性差异，并优化、完善分子标记技术在朝天椒种质资源研究中的应用体系。结合朝天椒种质的表型差异、DNA多态性差异，综合评鉴西南主要朝天椒种质资源的遗传多样性，构建核心种质。. 通过项目的实施，可首次探明西南朝天椒核心种质的分子证据；将传统种质表型鉴定与现代分子生物学技术有机结合，探明西南主要朝天椒种质的分子亲缘关系，为以后的分子标记辅助育种打下前期基础。

贵州省是我国种植和食用辣椒最早、特色辣椒资源最丰富区域，也是全国最大辣椒种植省区、最大辣椒加工制品产地和最大辣椒集散地，被誉“中国辣椒之都”。在贵州辣椒产业发展大好形势下，也出现了良种使用等制约因素。贵州地区使用的朝天椒品种仍以地方种为主，而国外杂交种正加快占据市场，不利于自主朝天椒良种选育，影响了民族种业健康发展。因此，开展朝天椒种质资源遗传多样性及分子标记研究具有十分重要的意义。. 项目以贵州为主的西南地区100余份朝天椒地方种质为试材，对其大田植物学特征、农艺性状等展开深入研究，从表型层面评价这些种质的遗传背景差异。应用SSR分子标记技术探明这些种质资源在基因组层面DNA多态性差异。结合表型差异、DNA多态性差异，综合评鉴朝天椒种质资源遗传多样性，构建核心种质。. 结果表明株型、叶色、果肩形状等17个质量性状在试材中共检测到60个变异类型，平均为3.53个，遗传多样性指数在0.19-1.38，花柱颜色最高，叶型最低；株高、花柱长度、单果重等20个数量性状变异系数在13.27%-33.80%，胎座宽最大，花药长度最小，多样性指数在0.38-2.08，胎座长最大，心室数最小。对上述37个表型性状进行主成分分析，筛选出果横径、果形指数、单果重、单果种子数、叶长和主茎高度等16个关键性状评价指标；聚类分析表明，在欧式遗传距离20处将朝天椒种质分为5个类群，不同种质表型分类与地理来源无严格的一致关系，但有一部分来源地相同的种质聚在一起。结合质量性状与数量性状的分析，表明了朝天椒种质资源形态特征变异丰富，呈现不同程度的遗传分化，具有较大的选择选育潜力。利用筛选出的20对SSR引物检测朝天椒种质，共检出65个等位变异，平均每对引物3.25个等位变异，有效等位基因数1.83，多态性信息量0.54，Shannon-Weaver信息指数0.72，观测杂合度、期望杂合度、Nei基因多样性指数均值0.49、0.43、0.43。聚类结果表明种质居群间遗传相似系数为0.57-0.95，在GS值0.77处将种质分为4个类群，地理位置较近的种质相对倾向于聚拢，但也存在省内地域间和省内、外间的互相引种、渗透及交融。综合来看，项目探明了西南主要朝天椒种质的分子亲缘关系及核心种质，以遵义、铜仁及黔南等地的核心种质较多，应充分保护研究与开发利用。