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油茶种质资源多样性的ISSR分析
作 者: 周兰英
导 师: 姜孝成
学 校: 湖南师范大学
专 业: 植物学
关键词: 油茶 种质资源 ISSR标记 指纹图谱 遗传多样性
分类号: S794.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要
运用优化的ISSR-PCR反应体系和从100条ISSR引物中筛选获得的22条引物对98个油茶种质资源(51个无性系种质和杂交选育的47个种质)的DNA进行PCR扩增,对其产物的电泳条带进行多样性分析,建立了这些油茶种质资源的ISSR指纹图谱,为油茶种质资源的鉴定提供了理论依据。主要研究结果如下:1.优化了ISSR分析油茶种质资源多样性的反应体系。总的反应体积25μl中,12.5μ12X Mix(包括DNA聚合酶、dNTPs和优化的反应缓冲液)、2gl50ng/μl模板DNA、2μl0.6μmol/L引物、8.5μ ddH20;PCR程序为:94℃预变性5min;94℃变性45s,56℃退火45s,72℃延伸1min30s,39个循环;72℃延伸7min,4℃保存。2.运用筛选获得的22条引物,对不同地区的51个无性系油茶种质资源的DNA进行PCR扩增,其产物电泳后检测,共获得493个有清晰条带的(可分析)位点,其中多态性位点478个,多态性位点百分率达96.78%,表明了油茶丰富的遗传多样性。根据NTSYS2.10和Winboot软件计算51个油茶无性系种质间的遗传距离和步长值,并绘制聚类树状图,可将其划分为两大类群,即类群Ⅰ(包含48个普通油茶种质)和类群Ⅱ(包含3个非普通油茶种质),两者相似系数(Gs)为0.620;类群Ⅰ又可分为两个亚类群,相似系数(Gs)为0.634,其中Ⅰ—1皆为湖南种质,Ⅰ-2包括部分湖南种质和源自其他省份(地区)的普通油茶种质。运用POPGENE version1.32软件对不同地区油茶种质(居群)进行统计分析表明,居群Shannon’s信息指数(Ⅰ*)为0.3852、居群间基因多样性(Ht)为0.2537、居群内基因多样性(Hs)为0.1555、居群间遗传多样性分化系数(Gst)为0.3967、居群间基因流(Nm*)为0.8262。湖南地区与其他地区居群间的Nei’s遗传距离依次为:云南居群>福建居群>贵州居群>广西居群>江西居群>湖北居群,表明地域距离越远,居群间遗传距离越大。因此,地理隔离可能是构成油茶遗传多样性的重要基础。基于上述ISSR分析建立的DNA指纹图谱,可有效地鉴别不同地区的51个油茶种质资源。3.同样的22条ISSR引物分别对杂交组合HNDA-1×XL-F-183的13个ZB—8选育株系、XL-183-M1×XL—1的13个ZB—7选育株系和XL-183-M2×XL-1的21个ZB-9选育株系进行PCR扩增,其扩增产物电泳后检测,分别获得359、387、382个条带位点,其中多态性位点分别为293、335、328个。多态性位点百分率分别为81.62%、86.56%和85.86%,均低于51个无性系种质的多态性位点百分率96.78%。因此,来源于同一杂交组合的不同选育株系间虽然也表现出明显的遗传差异或遗传多样性,但比不同地区来源的无性系种质问的遗传多样性要低。统计分析结果表明,ZB—8系列、ZB-7系列和ZB-9系列的平均观察等位基因数(Na*)分别为1.8162、1.8656、1.8586;有效等位基因数(Ne*)分别为1.4835、1.4999、1.4502;基因多样性(h*)分别为0.2834、0.2952、0.2717;居群Shannon’s信息指数(Ⅰ*)分别为0.4256、0.4449、0.4150。三个杂交组合的后代分别与其父、母本相比,其分子性状皆出现广泛分离,与父、母本形成明显差异。因此,杂交育种是产生油茶遗传多样性的重要途径之一。另外,无性系穗条嫁接于种苗砧木或用于大树换冠后,选育的新种质也表现出不同于原穗条和砧木的分子差异。以上对我国不同地区油茶种质资源的ISSR遗传多样性分析结果,为油茶种质资源的鉴定提供了理论依据和方法,有利于油茶种质资源的保存和开发应用。
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全文目录
摘要 3-6 Abstract 6-13 1 文献综述 13-28 1.1 油茶种质资源概况 13-16 1.1.1 油茶的起源与地理分布 13-14 1.1.2 油茶产业的发展 14 1.1.3 油茶良种的常规育种研究进展 14-16 1.2 油茶遗传标记研究的发展概况 16-27 1.2.1 形态学标记 16-17 1.2.2 细胞学标记 17-18 1.2.3 生化标记 18-20 1.2.4 DNA分子标记 20-27 1.2.4.1 随机扩增多态性DNA(RAPD) 20-21 1.2.4.2 扩增片段长度多态性(AFLP) 21-22 1.2.4.3 简单重复序列(SSR) 22-24 1.2.4.4 简单重复序列区间(ISSR) 24-25 1.2.4.5 相关序列扩增多态性(SRAP) 25-27 1.3 本项目研究的目的和意义 27-28 2 材料与方法 28-35 2.1 样品的采集 28-31 2.2 实验仪器与试剂 31-32 2.3 油茶基因组DNA的提取与纯化 32-33 2.4 ISSR反应体系的建立与优化 33-34 2.4.1 ISSR引物筛选 33 2.4.2 ISSR反应条件优化 33-34 2.5 数据统计和分析 34-35 2.5.1 电泳谱带位点数据统计 34 2.5.2 多态性(聚类)分析 34-35 3 结果与分析 35-53 3.1 适合油茶种质ISSR分析的引物 35-36 3.2 优化后的ISSR反应体系和PCR程序 36 3.3 油茶无性系种质的ISSR遗传多态性 36-45 3.3.1 无性系油茶种质间的亲缘关系 38-41 3.3.2 不同无性系油茶种质的特异性ISSR分子标记 41-42 3.3.3 湖南无性系油茶种质的ISSR遗传多样性 42-45 3.4 嫁接选育新种质与原种质的ISSR分子性状的差异比较 45-48 3.5 杂交育种株系的ISSR遗传多样性 48-53 3.5.1 不同杂交组合选育株系的遗传多样性比较 48-50 3.5.2 杂交后代与其父母本间遗传距离的比较分析 50-53 4 结论与讨论 53-56 4.1 结论 53-54 4.2 讨论 54-56 4.2.1 ISSR用于油茶种质多样性分析的有效性 54 4.2.2 ISSR用于油茶种质多样性分析的实用性 54-55 4.2.3 展望 55-56 参考文献 56-64 附录 64-65 附表 65-78 附图 78-84 致谢 84-85
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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 森林树种 > 特用阔叶树类 > 油茶
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