摘 要：【目的】評(píng)價(jià)湖南省杉木不同世代育種群體遺傳多樣性及其變化動(dòng)態(tài)，構(gòu)建核心種質(zhì)，旨在為湖南省杉木下一輪遺傳改良及種質(zhì)利用提供理論依據(jù)和材料支撐?！痉椒ā坷?1對(duì)能獲得多態(tài)性SSR引物對(duì)3個(gè)不同世代杉木育種群體中的137份樣本進(jìn)行PCR擴(kuò)增，采用Gene Marker軟件進(jìn)行基因分型，利用GenAlex軟件估算群體遺傳參數(shù)、檢測(cè)Hardy-Weinberg平衡并進(jìn)行分子方差分析，利用GENEPOP軟件估算無(wú)效等位基因頻率，利用FSTAT軟件評(píng)估成對(duì)育種群體間的遺傳距離，利用STRUCTURE軟件分析群體遺傳結(jié)構(gòu)，利用Darwin軟件構(gòu)建鄰接系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，利用Core-hunter軟件構(gòu)建核心種質(zhì)，采用t檢驗(yàn)和主坐標(biāo)分析法驗(yàn)證核心種質(zhì)的有效性和代表性?！窘Y(jié)果】湖南省杉木整個(gè)育種群體（HO=0.541，HE=0.630）遺傳多樣性豐富，3個(gè)不同世代的育種群體均表現(xiàn)為雜合體缺失，顯著或極顯著偏離Hardy-Weinberg平衡；整個(gè)育種群體中的種質(zhì)可聚為2大類(lèi)群，種質(zhì)間普遍存在親緣關(guān)系；不同世代育種群體間遺傳分化較小（FST為0.010～0.014）；以40%的抽樣比例構(gòu)建核心種質(zhì)，同源性為14.55%，等位基因覆蓋度為100%，群體遺傳參數(shù)與整個(gè)育種群體差異不顯著，核心種質(zhì)在所有種質(zhì)的主坐標(biāo)中均勻分布?！窘Y(jié)論】湖南省杉木多世代遺傳改良策略科學(xué)合理，各世代育種群體遺傳多樣性較高，育種群體遺傳多樣性并沒(méi)有因遺傳改良進(jìn)程而下降。構(gòu)建的55份核心種質(zhì)保留了整個(gè)育種群體全部等位基因，有效地限制了同源性，符合生物核心種質(zhì)的構(gòu)建要求，可為湖南省杉木種質(zhì)創(chuàng)新、資源高效利用及高世代種子園建設(shè)提供優(yōu)異的種質(zhì)材料。

關(guān)鍵詞：杉木；育種群體；SSR標(biāo)記；遺傳多樣性；核心種質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S718.43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-923X（2024）09-0118-09

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022YFD2200201）；湖南省林業(yè)科技攻關(guān)與創(chuàng)新項(xiàng)目（XLKJ202301）。

The evaluation of the genetic diversity of breeding populations and construction of a core collection of Cunninghamia lanceolata

ZHANG Xie1，2， WU Hanbin3， CHENG Yong1， ZHANG Chunyan4， WANG Xin2， JIANG Hongchun4， ZHANG Senqiang4， DUAN Aiguo5

（1. Hunan Academy of Forestry， Changsha 410004， Hunan， China； 2. School of Forestry， Central South University of Forestry & Technology， Changsha 410004， Hunan， China； 3. Central South Survey， Planning and Design Institute， Changsha 410007， Hunan， China； 4. Guangping State owned Forest Farm in Huitong County， Huitong 418307， Hunan， China； 5. Institute of Forestry， Chinese Academy of Forestry， Beijing 100091， China）

Abstract：【Objective】A core collection of germplasm construction and assessing on the dynamic evolution of genetic diversity over generations of Chinese fir was studied in Hunan province in order to provide theoretical basis and material support for the next generation genetic improvement and germplasm utilization.【Method】A total of 137 samples from 3 different generations of Chinese fir breeding population were displayed substantial genetic diversity analyzed by PCR with 21 polymorphic SSR primers. The Gene Marker software was used for genotyping， and GenAlex software was employed to estimate population genetic parameters， assess Hardy-Weinberg balance， and execute molecular variance analysis， GENEPOP software for frequency of invalid alleles estimation； FSTAT software for genetic distance evaluation between pairs of breeding populations； STRUCTURE software for genetic structure of populations analysis； Darwin software for Neighbor-Joining（NJ） phylogeny construction； and Core-hunter software for construction of core collection； and t-test and principal coordinates analysis （PCoA） were used to verify the validity and representativeness of the core collection.【Result】The whole breeding populations of Hunan province Chinese fir displayed substantial genetic diversity （HO=0.541， HE=0.630）， and three breeding populations of different generations showed heterozygotes loss， which highly significant difference or significantly difference deviated from Hardy-Weinberg equilibrium； the germplasm in the whole breeding population was clustered into two groups， genetic relationships exist among the collection； genetic differentiation among different breeding populations was minimal （FST between 0.01 and 0.014）， the core collection constructed with 40% sampling ratio had 14.55% homology and 100% allelic coverage， the genetic parameters of the population were not significantly different from that of the whole breeding population， and the core collection are evenly distributed in the principal coordinates of reserved collection.【Conclusion】The multi-generation genetic improvement strategy of Chinese fir in Hunan province is scientific and rational. High genetic diversity has been maintained across all breeding populations generations without decline through the genetic improvement process. The constructed 55 core collection retain all alleles of the whole breeding population， effectively limit the homology and meet the requirements of the construction of biological core collection， which can supply superior germplasm materials for germplasm innovation， efficient resource utilization and high-generation seed orchard construction of Chinese fir in Hunan province.

Keywords： Cunninghamia lanceolata； breeding population； SSR marking； genetic diversity； core collection

林木育種群體遺傳多樣性是林木遺傳改良的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定著苗木的遺傳品質(zhì)，影響人工林的產(chǎn)量和質(zhì)量及其生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定，在林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有重要的地位[1]。林木遺傳改良主要借鑒作物和動(dòng)物育種中成效顯著的輪回選擇策略，構(gòu)建遺傳品質(zhì)不斷提高且遺傳基礎(chǔ)不斷拓展的育種群體，是高世代林木遺傳改良是否成功的根本，備受關(guān)注[2-3]。隨著林木遺傳改良進(jìn)程的推進(jìn)，種質(zhì)材料不斷積累，種質(zhì)資源保存與管理等問(wèn)題日益凸顯[4]。為了提高種質(zhì)利用率，核心種質(zhì)的概念及其構(gòu)建方法得以提出和發(fā)展[3-4]，并逐步成為植物種質(zhì)資源與遺傳改良的主要研究?jī)?nèi)容[5]。近四十年來(lái)，已構(gòu)建了100多種作物核心種質(zhì)，為作物種質(zhì)創(chuàng)新與遺傳改良奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[6]，但是，林木核心種質(zhì)構(gòu)建工作相對(duì)滯后[7-8]。

杉木Cunninghamia lanceolata具有生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、材質(zhì)優(yōu)、用途廣等優(yōu)點(diǎn)，是南方各省主要造林樹(shù)種之一，在我國(guó)儲(chǔ)備林建設(shè)的戰(zhàn)略中具有重要地位[9]。目前，大部分杉木分布的?。▍^(qū)）已開(kāi)展了種源試驗(yàn)、優(yōu)樹(shù)選擇與收集、生產(chǎn)（育種）群體與子代測(cè)定林（群體）建設(shè)等遺傳改良工作[10]，但是，杉木育種群體遺傳多樣性及核心種質(zhì)構(gòu)建的系統(tǒng)研究不多[11-15]，已有的核心種質(zhì)構(gòu)建報(bào)道主要是從地理起源的角度來(lái)考慮的。隨著杉木遺傳改良進(jìn)程的推進(jìn)，我國(guó)南方各?。▍^(qū)）之間的杉木種質(zhì)材料交流頻繁，育種群體中的種質(zhì)可能存在著較為復(fù)雜的親緣關(guān)系[13]，因此，明晰杉木育種群體中種質(zhì)間的親緣關(guān)系，構(gòu)建核心種質(zhì)的工作已刻不容緩。有研究[16]表明，與其他核心種質(zhì)構(gòu)建方法相比，基于A-NE（average distance between each accession and the nearest entry）標(biāo)準(zhǔn)和E-NE（average distance between each entry and the nearest neigh -boring entry）標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的核心種質(zhì)更具有代表性。Wu等[15]利用A-NE和CV（allele coverage）方法構(gòu)建杉木核心種質(zhì)，已取得了良好的效果。

本項(xiàng)目組是開(kāi)展杉木遺傳改良工作較早的單位之一，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，較為系統(tǒng)地開(kāi)展了杉木遺傳改良工作，已于2012年進(jìn)入了第3代杉木遺傳改良[17-19]。隨著杉木種質(zhì)數(shù)量的增多，增加了種質(zhì)管理成本及種質(zhì)篩選的難度。本研究以杉木3個(gè)不同世代育種群體為研究對(duì)象，分析杉木不同世代育種群體遺傳多樣性及其變化動(dòng)態(tài)，并構(gòu)建核心種質(zhì)，旨在提高杉木種質(zhì)資源利用效率，為杉木可持續(xù)遺傳改良提供理論依據(jù)和材料支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

杉木第1代、第2代和第3代育種群體均建立在湖南省會(huì)同縣廣坪國(guó)有林場(chǎng)。其中，第1代育種群體（HN1）收集、保存的無(wú)性系種質(zhì)68份分別來(lái)自于湖南省會(huì)同、靖州、攸縣、江華、桃源等縣（市）；第2代育種群體（HN2）的39份無(wú)性系種質(zhì)來(lái)源于第1代育種群體全同胞及半同胞子代測(cè)定林（配合選擇，優(yōu)良家系中選擇1株優(yōu)良單株）以及湖南省資興市杉木人工林中的優(yōu)樹(shù)；第3代育種群體（HN3）的30份無(wú)性系種質(zhì)來(lái)源于第2代育種群體全同胞子代及部分半同胞子代。

1.2 方 法

1.2.1 樣品采集與DNA提取

采集杉木種質(zhì)當(dāng)年生嫩芽，硅膠干燥保存?；蚪MDNA提取采用改良CTAB法[20]。

1.2.2 SSR引物PCR擴(kuò)增與基因分型

SSR引物標(biāo)記信息見(jiàn)表1。

PCR擴(kuò)增體系為：50 ng基因組DNA模板，0.6 μL 10 μm F引物（包括熒光引物），0.6 μL 10 μm R引物，12.8 μL 1.1×Golden Star T6 Super PCR Mix。

PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?5 ℃預(yù)變性5 min，94 ℃變性30 s；56～66 ℃退火45 s（退火溫度因引物而異，表1），72 ℃延伸30 s，40個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸10 min，4 ℃保溫。

采用Gene Marker V 4.0軟件（http：//www. lifetechnologies.com/cn/zh/home/technical-resources/ software-downloads. html），判讀PCR擴(kuò)增結(jié)果，統(tǒng)計(jì)電泳片段大小。1條帶，視為純合子；2條帶，視為雜合子。

1.2.3 群體遺傳參數(shù)估算

采用GenAlex V6.5.1 （http：//biology-assets.anu. edu.au/GenAlEx /Download.html）估算單位點(diǎn)上觀測(cè)等位基因數(shù)（NA）、有效等位基因數(shù)（NE）、觀測(cè)雜合度（HO）、期望雜合度（HE）、近交系數(shù)（FIS）和香農(nóng)多樣性指數(shù)（I），并檢測(cè)HardyWeinberg平衡。采用GENEPOP4.7（https：//genepop. curtin.edu.au/）估算無(wú)效等位基因頻率（PN）。

采用FSTAT 2.9.3（http：//www. bio-soft.net/tree/ FSTAT.htm）估計(jì)稀疏指數(shù)校訂后的等位基因豐富度（AR）和成對(duì)群體間遺傳分化系數(shù)（FST）。

采用PowerMarker V3.25（http：//statgen.ncsu.edu/ powermarker/index.html）估算多態(tài)性信息含量（PIC）。

1.2.4 遺傳距離分析

采用Structure 2.3（http：//pritch.bsd. ushicago. edu/structure.html）設(shè)定混合模型，類(lèi)群數(shù)（K）為1～5，重復(fù)10次；迭代次數(shù)（burn-in lengths）和馬爾可夫鏈（MCMC）分別設(shè)置為100 000和1 000 000。運(yùn)行結(jié)果上傳至Structure HARVESTER（http：//taylor0. biology.ucla.edu/structure Harvester/），獲得獨(dú)立運(yùn)行單個(gè)K值的后驗(yàn)概率lnP（D）散點(diǎn)圖及ΔK與K值關(guān)系折線(xiàn)圖，折線(xiàn)圖中的ΔK最大值對(duì)應(yīng)的K值為最佳類(lèi)群數(shù)。確定K值之后，基于Structure分析的個(gè)體歸屬各類(lèi)群的比率（Q），繪制可視化群體遺傳結(jié)構(gòu)圖。

采用GenAlEx 6.5.1軟件進(jìn)行分子方差分析（analysis of molecular variance，AMOVA）。

采用Darwin6.0軟件[21]計(jì)算基于種質(zhì)間成對(duì)遺傳距離，使用NJ（Neighbor-Joining）算法（Kimura 2-parameter 模型，bootstrap值設(shè)置1 000次）構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，并使用MEGAV7.04[22]軟件進(jìn)行查看。

1.2.5 核心種質(zhì)構(gòu)建與評(píng)價(jià)

采用Core-hunter 3軟件[23]，設(shè)置MR（Modified Rogers distance）和SH（Shannon，s diversity index）的權(quán)重分別為50%，分別在10%、20%、30%、40%和50%的取樣比例條件下構(gòu)建核心種質(zhì)。

使用COANCESTRY軟件[24]中的TrioML（triadic maximum likelihood）選項(xiàng)[25]，估算種質(zhì)間親緣系數(shù)（r）。理論上，無(wú)親緣關(guān)系，r=0；半同胞子代，r=0.25；全同胞子代或親本-子代，r=0.50；無(wú)性系分株，r=1.00 [26]。

一級(jí)親緣關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)為r≥0.451 1[27]，包括無(wú)性系分株、親本-子代、全同胞子代。

采用R軟件，基于Dunnett法，對(duì)構(gòu)建的核心種質(zhì)和整個(gè)育種群體遺傳多樣性參數(shù)NE、HE、Ho和I值進(jìn)行t檢驗(yàn)，評(píng)價(jià)核心種質(zhì)的代表性。采用主坐標(biāo)分析法（Principal coordinate analysis，PCoA）對(duì)構(gòu)建的核心種質(zhì)和整個(gè)育種群體中的種質(zhì)進(jìn)行比較分析，以確定構(gòu)建核心種質(zhì)的代表性。

2 結(jié)果與分析

2.1 遺傳多樣性

利用21對(duì)SSR引物對(duì)3個(gè)杉木不同世代育種群體中的137份無(wú)性系種質(zhì)進(jìn)行PCR擴(kuò)增，共檢測(cè)到191個(gè)等位基因。每條SSR引物位點(diǎn)上的等位基因數(shù)目（NA）為5（wx3）～23（SM37），差異較大，平均值為9.095；單個(gè)引物位點(diǎn)的有效等位基因數(shù)目（NE）和等位基因豐富度（AR）的變動(dòng)幅度分別為1.378～11.993和4.905～22.706，平均值分別為3.773和8.998；觀察雜合度（HO）和期望雜合度（HE）分別為0.263～0.897和0.274～0.917，平均值分別為0.557和0.638（表1）。這表明，杉木各世代育種群體遺傳多樣性豐富。引物位點(diǎn)多態(tài)信息含量（PIC）為0.260至0.911，平均值為0.593。其中，0.250.50的引物位點(diǎn)14個(gè)，為高度多態(tài)位點(diǎn)。這表明，各條SSR引物位點(diǎn)多態(tài)性較高，能較好地檢測(cè)群體遺傳多樣性水平。引物位點(diǎn)的近交系數(shù)（FIS）為-0.132～0.609，除了引物位點(diǎn)SM51、wx2、wx2-2、wx2-11外，大多數(shù)位點(diǎn)呈現(xiàn)顯著（P<0.05）或極顯著（P<0.01）偏離Hardy Weinberg平衡。無(wú)效等位基因頻率（PN）為0.000～0.153，表明各引物位點(diǎn)不存在無(wú)效等位基因。

杉木3個(gè)不同世代的育種群體遺傳多樣性比較分析的結(jié)果（表2）表明，杉木第1代（HN1）、第2代（HN2）和第3代（HN3）育種群體中，21對(duì)SSR引物檢測(cè)到等位基因數(shù)目分別為154、156和142。單個(gè)引物位點(diǎn)上的等位基因數(shù)目分別為7.333、7.429和6.762；有效等位基因數(shù)目分別為3.452、3.834和3.545；觀察雜合度分別為0.528、0.575和0.525；期望雜合度分別為0.601、0.639和0.634；香農(nóng)多樣性指數(shù)分別為1.284、1.334和1.382。這表明，湖南杉木3個(gè)不同世代育種群體遺傳多樣性較為豐富。不同世代杉木育種群體的近交系數(shù)（FIS）均大于0，都表現(xiàn)為雜合體缺失。第2代育種群體顯著（P<0.01）偏離Hardy Weinberg平衡，第1代和第3代育種群體極顯著（P<0.01）偏離Hardy Weinberg平衡。

2.2 群體遺傳分化

采用FSTAT軟件估算的不同世代育種群體間成對(duì)遺傳分化系數(shù)（FST）為0.01～0.014，表明不同世代杉木育種群體間遺傳分化較小，存在較強(qiáng)的基因流。分子方差分析（AMOVA）的結(jié)果表明，群體內(nèi)的遺傳變異大于不同世代群體間的遺傳變異，其中，98%的變異來(lái)源于群體內(nèi)部，僅有2%的變異來(lái)源于群體間（表3），不同世代群體間遺傳差異不顯著（P>0.05）。

基于Bayesian聚類(lèi)原理的Structure軟件分析結(jié)果表明，K=2時(shí)，對(duì)應(yīng)的ΔK值最大，表明整個(gè)杉木育種群體中的137份種質(zhì)最合理的聚類(lèi)組數(shù)為2。在K=2情況下，基于每份種質(zhì)歸屬于各類(lèi)群的比值（Q），繪制Structure分析結(jié)果的直方圖（圖1）。由圖1可知，大多數(shù)杉木種質(zhì)的Q值為0.4～0.6，這暗示著湖南省不同世代杉木育種群體中的種質(zhì)譜系不清晰，普遍存在親緣關(guān)系。

基于杉木所有世代育種群體中的種質(zhì)間成對(duì)的遺傳距離，按照系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)總距離最短的原則，構(gòu)建NJ系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)（圖2）。由圖2可知，與 Structure聚類(lèi)的結(jié)果基本一致，湖南省整個(gè)杉木育種群體中的種質(zhì)在NJ系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)中交錯(cuò)分布。

2.3 核心種質(zhì)構(gòu)建

運(yùn)行Core-hunter 3軟件，設(shè)置不同抽樣強(qiáng)度，生成的入選種質(zhì)數(shù)量與等位基因保留百分比之間的關(guān)系見(jiàn)表4。由表4可知，入選種質(zhì)數(shù)量為55份時(shí)，等位基因保留比例達(dá)到100%。這表明，構(gòu)建的55份杉木核心種質(zhì)，在遺傳多樣性方面可以代替杉木所有世代育種群體中的137份種質(zhì)，遺傳冗余明顯降低。55份核心種質(zhì)中，來(lái)自第1代育種群體25份種質(zhì)（圖2）貢獻(xiàn)率為45.45%，高于第2代育種群體（貢獻(xiàn)率為32.73%）和第3代育種群體（22.12%），不同世代育種群體對(duì)核心種質(zhì)的比例隨著世代的增加而增加。

2.4 核心種質(zhì)評(píng)價(jià)

基于COANCESTRY軟件中TrioML估計(jì)親緣系數(shù)（r）值的結(jié)果（表5）表明，3個(gè)不同世代的杉木育種群體中的137份無(wú)性系種質(zhì)中，63份種質(zhì)為全同胞或親本-子代關(guān)系（r>0.451 1），一級(jí)親緣關(guān)系占比為45.99%。核心種質(zhì)中的8份種質(zhì)間存在一級(jí)親緣關(guān)系，占整個(gè)55份核心種質(zhì)的14.55%，分別來(lái)源于第1代育種群體1份、第2代育種群體5份、第3代育種群體2份。

采用主坐標(biāo)分析（PCoA）比較構(gòu)建的核心種質(zhì)和所有世代杉木育種群體種質(zhì)的遺傳結(jié)構(gòu)幾何分布（圖3），結(jié)果表明核心種質(zhì)在所有世代育種群體種質(zhì)的主坐標(biāo)中均勻分布。這表明，核心種質(zhì)能夠全面代表湖南省杉木所有世代育種群體種質(zhì)資源。

杉木育種群體核心種質(zhì)的有效等位基因數(shù)（NE）、觀測(cè)雜合度（HO）、Shannon’s信息多樣性指數(shù)（I）和期望雜合度（HE）分別為3.782、1.380、0.541、0.629。Dunnett檢驗(yàn)的結(jié)果表明，核心種質(zhì)群體遺傳參數(shù)與整個(gè)育種群體（保留種質(zhì)）差異不顯著（表5）。

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

林木育種群體遺傳多樣性一直是研究者關(guān)注的焦點(diǎn)，對(duì)林木遺傳改良的理論與實(shí)踐具有非常重要的意義。李霞等[11]的研究表明，隨著杉木遺傳改良程度的推進(jìn)，育種群體遺傳多樣性呈現(xiàn)逐步降低的趨勢(shì)。本研究的結(jié)果與馬尾松[28]、油松[29]、華北落葉松[30]、日本落葉松[31]等樹(shù)種育種群體遺傳多樣性研究結(jié)果相類(lèi)似，湖南省杉木不同世代育種群體維持較高的遺傳多樣性，第2代育種群體遺傳參數(shù)最高，這可能與第2代育種群體構(gòu)建時(shí)補(bǔ)充新種質(zhì)的育種策略有關(guān)[17，32]。

本研究表明，不同世代杉木育種群體間遺傳分化較小，育種群體中的種質(zhì)材料來(lái)源于2個(gè)祖先類(lèi)群。這與杉木種子園[13]和地理種源[33]的研究結(jié)論相似。這是因?yàn)椋S著杉木育種世代的增加，下個(gè)世代育種群體中的種質(zhì)主要來(lái)源于當(dāng)代育種群體后代，不同世代育種群體中少數(shù)種質(zhì)存在親本-子代間的一級(jí)親緣關(guān)系。

多年生林木占地面積大，采集和保存困難，可靠的表型數(shù)據(jù)需要多年時(shí)間才能獲取。分子標(biāo)記技術(shù)不受外界環(huán)境和植物生長(zhǎng)發(fā)育階段的影響，已成為構(gòu)建林木核心種質(zhì)和評(píng)估遺傳多樣性的首選技術(shù)手段[34-35]。構(gòu)建核心種質(zhì)的目的是以最少種質(zhì)數(shù)量代表初始種質(zhì)資源遺傳多樣性，以減輕種質(zhì)資源庫(kù)管理的成本，提高種質(zhì)資源的利用率，因此，核心種質(zhì)構(gòu)建策略極為關(guān)鍵?；诜肿訕?biāo)記數(shù)據(jù)構(gòu)建核心種質(zhì)的策略，大體可分為M策略和遺傳距離策略。M策略是基于每個(gè)位點(diǎn)上等位基因數(shù)目最大化，以減少種質(zhì)材料的冗余。該策略能捕獲大部分遺傳多樣性，被廣泛應(yīng)用于植物分類(lèi)和種質(zhì)保存工作中，但經(jīng)常會(huì)得到代表性差的種質(zhì)（異常類(lèi)型）。遺傳距離策略是將測(cè)試材料分層或聚類(lèi)，使用不同的分組方法從不同組中篩選核心種質(zhì)。同源性較低的種質(zhì)是雜交制種和創(chuàng)造新種質(zhì)的前提條件，因此遺傳距離策略可以降低核心種質(zhì)間的親緣關(guān)系，篩選的種質(zhì)具有很好的代表性，更適合于遺傳改良工作，但該策略在等位基因保留比例方面不太理想。Core Hunter軟件基于兩種優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)優(yōu)化遺傳距離和最大化等位基因保存率。本研究采用Core Hunter軟件構(gòu)建的55份杉木核心種質(zhì)，等位基因覆蓋率為100%，同源系數(shù)為14.55%，能夠滿(mǎn)足多世代杉木可持續(xù)遺傳改良和種質(zhì)創(chuàng)新的需要。

本研究構(gòu)建的杉木育種群體核心種質(zhì)中有8份種質(zhì)存在一級(jí)親緣關(guān)系，這是由于杉木育種群體構(gòu)建中，下代育種群體中的種質(zhì)來(lái)源于上代群體的子代，存在親本-子代關(guān)系。從植物核心種質(zhì)構(gòu)建的基本目的考慮，應(yīng)保留55份種質(zhì)，以防止稀有等位基因丟失。但從林木遺傳改良策略的角度考慮，應(yīng)控制共祖率，剔除存在一級(jí)親緣關(guān)系的種質(zhì)（本研究中存在8份），以避免近交的抑制作用對(duì)杉木高世代遺傳改良可能產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。

本研究構(gòu)建的杉木核心種質(zhì)代表了湖南省3個(gè)杉木育種群體的遺傳多樣性，但核心種質(zhì)數(shù)量和構(gòu)建方法應(yīng)保持動(dòng)態(tài)。因此，要定期對(duì)杉木育種群體核心種質(zhì)進(jìn)行修訂，包括引入湖南省以外的優(yōu)異種質(zhì)、新的標(biāo)記方法（如功能標(biāo)記）等工作，以拓寬湖南省杉木育種群體的遺傳基礎(chǔ)，提高杉木核心種質(zhì)的遺傳代表性，最大程度提高單位時(shí)間內(nèi)杉木高世代遺傳改良效果。

3.2 結(jié) 論

基于SSR分子標(biāo)記揭示的湖南杉木不同世代育種群體遺傳多樣性豐富，表明湖南省已開(kāi)展的杉木多世代遺傳改良策略科學(xué)合理。采用基于遺傳距離策略的Core Hunter法構(gòu)建的杉木核心種質(zhì)，等位基因覆蓋率達(dá)100%，遺傳多樣性參數(shù)與所有世代育種群體的差異不顯著，表明本研究構(gòu)建的核心種質(zhì)有效。研究結(jié)果不僅有助于提高杉木種質(zhì)資源的利用效率，為杉木可持續(xù)遺傳改良提供理論依據(jù)和材料支撐，也為其他林木遺傳改良的育種群體核心種質(zhì)構(gòu)建提供重要的參考。

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[本文編校：謝榮秀]