我国梨野生种质的遗传多样性及谱系地理学研究

Development and utilization of wild germplasm resources has an important significance for plant production. As one of the origin center of Pyrus, China is famous for its abundant wild resources. However, lack of sufficient research on genetic diversity of wild Pyrus limits the utilities of those resources. In this study, using different population of wild species as materials, a combined approach using cpDNA haplotypes and nSSRs was taken to reveal the genetic diversity and phylogeography of wild populations of Pyrus with statistics and bioinformatics methods. And morphological markers, Such as ultrastructural of pollen, phenotypic variation of fruit and leaf, were also developed to support the theory of molecular proof. The study will have an important theoretical significance for phylogenetics, population genetics and molecular breeding, and also provides a theoretical basis to screen the excellent rootstocks of cultivated species.

野生资源的开发和利用对植物生产具有重要意义，我国作为梨的原产地之一，资源类型极其丰富，但野生种质的遗传多样性研究还十分薄弱。本项目在前期梨野生种质收集的基础上，以梨不同类型野生群体为试材，利用nSSR标记和cpDNA单倍型检测技术，开展统计学和生物学分析；研究同时结合花粉的超微结构以及果实、叶片的表型性状进行形态学标记，共同探讨我国梨野生种质的遗传多样性和谱系地理学。本项目的开展对梨属植物系统发育学、群体遗传学以及分子育种研究具有重要意义，同时为梨优良砧木的筛选提供了理论基础。

梨野生资源的开发和利用对产业发展至关重要，我国作为梨的原产地之一，资源类型极其丰富。本项目在前期梨野生种质资源收集的基础上，采用形态学、孢粉学和分子生物学技术，探讨了我国梨野生种质的遗传多样性和谱系地理学特征。（1）我国梨野生资源在南北方均有分布，种类地域特征明显，中东部地区资源混生较多，存在大量种间杂种。（2）梨野生种质叶片、花和果实形态学遗传多样性丰富，统计学分析显示其可以作为种的分类学参考。（3）梨野生资源花粉粒以长球形为主，不同种花粉粒的形状、大小和纹饰特征存在差异，可以作为梨属植物分类学的参考。（4）山西梨野生资源SSR分析表明，居群存在丰富的遗传多样性，有效等位基因频率变化范围为0.61-0.83，不同样品间遗传多样性指数为0.28-0.43；聚类分析显示该居群分为4大类型，差异来自于种间和地理分布。（5）利用SSR技术，对具有生产应用价值的40份种质进行了分子身份证的构建，17个连锁群的17条SSR引物进行扩增，检测到等位基因329个；聚类分析表明证实了分子身份证的可靠性。（6）针对我国分布广泛的杜梨、豆梨进行了SSR遗传多样性研究，结果表明杜梨和豆梨多态性比率较高，分别为89.7%和94.0%；对豆梨居群进行分析发现，居群之间遗传多样性明显，多样性指数最高为湖北地区，为0.39，聚类学分析可以将120份材料划分为6个类型，基本与其地理来源吻合。（7）基于cpDNA和nDNA对杜梨进行了遗传多样性和谱系地理学研究，发现杜梨cpDNA存在17种单倍型，其遗传变异主要来自居群内部，其遗传距离和地理距离显著相关，历史进化中存在快速居群扩张；SSR居群多样性研究显示，杜梨可以分为3个居群组合，分别为西部居群组合、中部居群组合和东部居群组合。（8）为加速梨特殊种质应用，建立了秋子梨高效再生和遗传转化体系，分离了根再生过程中的关键基因，初步认为WOX、LBD和LRP在不定根再生中具有重要作用。