刺梨野生资源遗传多样性研究及核心种质构建

China is the origin country of Rosa roxburghii and the only producer. The breeding and industry sustainable development of Rosa roxburghii are based on rich wild genetic resources. Any loss of genetic diversity will make humans lose their potential application value. But various environmental stresses caused by human factors have made a lot of resources destruction. In view of this situation, the genetic diversity and a core collection for the natural resource of Rosa roxburghii would be identified. The representative 30 populations 900 individuals would be sampled to study fruit phenotypic diversity based on collecting natural distribution data of Rosa roxburghii comprehensively and examining on the spot. Meanwhile more than 100 high polymorphic EST-SSR and gSSR markers would be screening to research DNA diversity of the same 900 individuals. The phenotypic diversity and DNA diversity would be coupling by genetic diversity parameters, genetic differentiation, UPGMA cluster result and the correlation to geography of ecological factors. On the foundation of coupling results, comparing 3 sampling methods and 8 sampling ratios, furthermore, a core collection of Rosa roxburghii would be constructed. 11 parameters would be chosen for core germplasm representative inspection. The technical system of identifying the genetic diversity and a core collection for Rosa roxburghii would be finally established, to provide theoretical basis and germplasm base on reasonable preservation and protection, germplasm inhancement and cross breeding for Rosa roxburghii.

中国是刺梨（Rosa roxburghii）的原产地和唯一生产国，丰富的野生种质资源是刺梨品种选育和产业可持续发展的基础，任何遗传多样性的丢失都会使人类丧失其潜在应用价值。然而，由于人为因素导致的各类环境胁迫已经使大量刺梨资源遭受毁灭性破坏。针对这种现状，本研究在全面收集刺梨分布资料和实地勘察的基础上，在刺梨自然分布区内选择30个具代表性的地理居群约900个个体用于刺梨果实表型多样性研究，同时筛选出高多态性EST-SSR和gSSR标记100对以上，用于上述刺梨资源的分子标记遗传多样性研究，并从遗传多样性参数等4方面进行刺梨表型与分子标记遗传多样性的耦合研究，在耦合结果的基础上，通过3种取样方法及8种取样比例的比较，进一步构建刺梨核心种质，选择11个参数检验核心种质代表性，建立刺梨遗传多样性评价与核心种质构建的技术体系，为刺梨的合理保存保护、种质创新、杂交育种等研究提供理论依据和种质基础。

中国是刺梨（Rosa roxburghii）的原产地和唯一生产国，丰富的野生种质资源是刺梨品种选育和产业可持续发展的基础，任何遗传多样性的丢失都会使人类丧失其潜在应用价值。然而，由于人为因素导致的各类环境胁迫已经使大量刺梨资源遭受毁灭性破坏。针对这种现状，本研究利用筛选出的高多态性的10对EST-SSR引物和10对nSSR引物和9个果实品质性状指标对收集的29个刺梨自然居群(共400份初级核心种质)的遗传多样性及遗传结构进行分析，采用位点优先取样策略构建西南地区核心种质。结果表明，刺梨居群的遗传多样性处于适中到较高水平（Na=4.00，Ne=3.11，I=1.14，Ho=0.84，He=0.67，Nei’s=0.62）；黔西(QX)居群拥有最高的Shannon信息指数，基因多样性指数，多态位点百分率；而古丈(GZ)居群则无论在分子数据还是表型数据都表现为遗传多样性最低；基于SSR标记的STRUCTURE分析表明，所有29个刺梨居群来源于2个同源基因库，可明显分为3个组，即贵州省内组（含14个居群），中间组（花垣（HY）、黔西（QX）、水城（SC）、织金（ZJ）居群）和省外组（含贵州省内毕节（BJ）、大方（DF）在内的11个居群）。AMOVA分析表明刺梨居群内遗传变异在87%以上，居群间基因流Nem在3.5以上、平均Nei’s遗传距离(GD)0.223。构建的19份核心种质等位基因保留率和稀有等位基因保留率均为100%，能够代表原种质的遗传多样性。西南地区野生刺梨的遗传变异主要发生在居群内，居群间具有基因交流频繁、Nei’s遗传距离小等特点，构建的19份核心种质从等位基因保留率、稀有等位基因保留率及地理分布均能够较好地代表原种质的遗传多样性。自然居群以黔西(QX)居群遗传多样性最高。因此，野生刺梨的保护策略可采用就地保护黔西(QX)居群与迁地保护19份核心种质相结合的方法进行。本研究建立的刺梨遗传多样性评价与核心种质构建的技术体系，为刺梨的合理保存保护、种质创新、杂交育种等研究提供理论依据和种质基础。