基于核型和表型性状的甘蔗与蔗茅杂交BC_(1)F_(2)材料遗传差异分析OA

【目的】分析甘蔗与蔗茅杂交BC_(1)F_(2)材料的核型和表型性状遗传差异,以期解析表型性状与染色体数目之间存在的关联,为甘蔗种质创新及利用提供理论依据。【方法】对甘蔗滇蔗01-58(2n=100)与蔗茅(2n=20)回交得到的BC_(1)F1材料16-12(2n=104)进行自交,获得21份BC_(1)F_(2)材料,对其进行染色体数目统计、核型分析、表型性状测定,并进行相关分析、主成分分析和聚类分析,系统解析染色体数目与表型性状之间存在的关联。【结果】21份BC_(1)F_(2)材料的染色体数目呈现2n=98、100、102、104、106、108共6种类型。21份BC_(1)F_(2)材料中,除20-129的核型为3B外,其余20份BC_(1)F_(2)材料核型均为2B,核型较对称;大部分染色体属于着丝点位于中部(m),少部分染色体属于着丝点位于近中部(sm),其中中部着丝点染色体占比为57.00%~87.25%。BC_(1)F_(2)材料及其亲本16-12和蔗茅表型性状的变异系数为9.32%~42.59%,平均变异系数为20.71%。7个表型性状与染色体数目间呈不同程度的相关性,其中株高与单茎重,茎径与叶宽、单茎重、染色体数目,叶宽与单茎重、染色体数目,单茎重与染色体数目呈极显著正相关(P<0.01,下同);锤度与株高、单茎重,株高与叶长,节间长与染色体数目呈极显著负相关;株高与节间长呈显著正相关(P<0.05,下同);锤度与节间长,茎径与节间长,叶长与单茎重呈显著负相关。主成分分析结果显示,前3个主成分的累计贡献率为77.92%,其中,第一主成分(PC_(1))的特征值为3.11,贡献率为38.91%,染色体数目、单茎重、叶宽和茎径为主要决定因子。聚类分析结果显示,BC_(1)F_(2)材料及其亲本16-12和蔗茅分为五大类群,第Ⅰ类共8份材料,主要特征是叶片较长;第Ⅱ类共6份材料,主要特征是叶片较宽;第Ⅲ类仅有1份材料,主要特征是锤度较高;第Ⅳ类共7份材料,主要特征是植株较高和单茎较重;第Ⅴ类仅有1份材料为蔗茅,主要特征是节间较长、茎径较小和锤度较低。【结论】BC_(1)F_(2)材料的表型性状与染色体数目存在不同程度相关性,表明BC_(1)F_(2)材料间因染色体数目不同而存在明显的表型性状遗传差异,这些含蔗茅血缘的杂种后代材料可用于后续甘蔗育种。