小米種原性狀歧異度及遺傳歧異度之研究

Abstract

小米(Setaria italica (L.) P. Beauv.)是最早被馴化利用的作物之一，是由泛世界分布之狗尾草(Setaria viridis (L.) P. Beauv.)演化而來。台灣原住民族栽培小米歷史悠久，是重要的民俗作物。原民之鄉台東為台灣之主要產區，因此台東區農業改良場向為台灣小米選拔與育種之主要研究機構，迄今已推出有八個高產優質品種，也累積了豐富的小米種原。 種原庫的建置與保存成本高昂，如何經濟有效地保存遺傳資源多樣性有賴正確的研究各品系間遺傳結構。生育性狀調查雖可有效鑑別出各地區小米品種(系)，然其鑑定結果易受外在因素影響，以致同樣材料於不同地區或不同栽培時期分析結果不一致。相較之下，DNA分子標誌之分析則純粹由基因型所主導，本試驗所使用之SSR標誌另具有可偵測多重對偶基因座、共顯性、穩定性高且操作簡單等特性，遂成為相關研究的重要分析工具。 本研究以蒐集自台灣蘭嶼、金峰、屏東等地之12個地方收集系，與自中國、日本、印度、阿富汗、巴基斯坦、土耳其、波蘭、匈牙利、比利時、肯亞及美國等地引進之小米收集系共72筆為材料，綜合近二年（2010與2011年）田間性狀調查以及前人研究所提供之SSR分子標誌分析資料進行主成分向量分析及群聚分析。 結果顯示，I群之蘭嶼、金鋒及屏東的5個地方收集系與1個來自日本收集系具有相當大之遺傳相似度。而來自美、歐、非等洲，則皆屬於II，II群內另可細分為包含西亞/中東分布之II-1，及日-印分布之II-2子群。本分析結果顯示部分小米收集系遺傳相似度與其分布地區一致，然而也有部分收集系與其鄰近地區相似度更高於相同地區。此現象或可為小米多馴化中心之印證，但由於參試種原缺乏完整紀錄，尚無法排除小米為單一馴化中心，同地域收集系遺傳變異乃後期人為交換結果之可能性。 本研究顯示傳統性狀調查與分子標誌應用結果部分可相互印證，未來應可近一步驗證SSR分析結果、增加調查性狀、觀察期作及其他分子標誌之利用，俾利台東農改場小米種原材料之有效利用，並提供未來育種相關工作之參考。