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菊属及其近缘属植物遗传多样性及亲缘关系初步研究

作　者: 张鲜艳
导　师: 陈发棣
学　校: 南京农业大学
专　业: 园林植物与观赏园艺
关键词: 菊属近缘属居群遗传多样性表型性状 ISSR SRAP 亲缘关系
分类号: S682.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

菊属及其近缘种属间常因交叉的分布、重叠的性状、良好的杂交亲和性、大量的属间或种间天然或人工杂种的存在等,一定程度上限制了传统分类在阐述其分类地位和种属间关系上的有效应用性。本研究以保存于南京农业大学中国菊花种质资源保存中心具有代表性的菊属及其近缘属植物为材料,采用形态、ISSR和SRAP标记进行了菊属及其近缘属植物、不同地理居群野生菊的遗传多样性和亲缘关系研究,为菊属及其近缘属的分类地位和系统发生、近缘属资源在菊花育种中的利用等提供理论依据。主要研究结果如下：1、对菊属及其近缘属植物进行了表型多样性研究。结果发现菊属及其近缘属植物各形态性状具有丰富的多样性。不同性状在不同材料之间表现出了不同程度的多样性。叶部性状差异很大,变异非常丰富。株型、茎色、茎形、茎绒毛共同形成了菊属及其近缘属植物较丰富的茎部多样性。菊属及其近缘属植物的花部性状差异很大,多样性水平较高。其中舌状花形态差异尤为明显,舌状花数,舌状花长,舌状花宽变异系数分别达到91.52%、108.99%和110.92%。经主成分分析发现舌状花、管状花、花序等花部性状,叶绒毛、叶裂、托叶、叶型等叶部性状和株高、株型等茎部性状是影响菊属及其近缘属植物表型的主要性状和造成其表型差异的主要因素。2、应用ISSR和SRAP标记对菊属及其近缘属资源的遗传多样性进行分析。ISSR多态性带比率平均为97.0%；SRAP多态性带比率平均为99.0%。从分子水平揭示了菊属及其近缘属野生资源丰富的遗传多样性。供试材料两两种间的遗传距离介于0.0488-0.2829之间,说明供试材料间亲缘关系较近。菊属及其近缘属的39个种可分为4个组：组1包括全部的菊属和绝大部分的亚菊属种,矶菊(AJ1)和纪伊潮菊(AJ2)没能与其他亚菊很好地聚在一起,混在了菊属中。菊属种间的亲缘关系十分复杂；组2包括蒿属(AR)、菊蒿属(T)、茼蒿属(CH)、木茼蒿属(A)、滨菊属(L)、Nipponanthemum属物种和亚菊属的柳叶亚菊、多裂亚菊。黄蒿与其他蒿属植物未能很好地聚合而与菊蒿属的短舌匹菊最早聚在一起。柳叶亚菊、多裂亚菊与蒿属显示了较近的亲缘关系；芙蓉菊和大籽蒿(AR7)各单独分为3和4组。菊属、亚菊属、蒿属、菊蒿属、茼蒿属间显示了较近的亲缘关系。而它们与木茼蒿属、滨菊属、Nipponanthemum、芙蓉菊属的亲缘关系相对较远。3、对不同地理居群野生菊进行了表型多样性研究。结果发现不同地理居群野生菊各形态性状存在不同程度的变异,其中叶长/叶柄长的变异度最大,盘花径和雄蕊长的变异系数最小。通过主成分分析发现叶柄长、叶长/叶柄长、花序径、舌状花长、舌状花宽和舌状花长/舌状花宽等性状同时也是居群间差异较大的性状,可能是造成野菊不同地理居群间表型差异的主要因素。4、利用ISSR和SRAP标记对不同地理居群野生菊的多样性分析发现野生菊资源的遗传多样性丰富,且SRAP标记的多态性信息量高于ISSR标记。从分子水平揭示了野生菊资源丰富的遗传多样性,但不同地理居群野菊的遗传变异与地理分布相关性不明显。对4份不同地理居群紫花野菊或其变种和7份不同地理居群野路菊或其变种多样性分析发现：ISSR多态性带比率平均为91.9%；SRAP多态性带比率平均为97.5%；11个居群间的Nei’s遗传距离分布在0.088 7-0.615 5之间。聚类分析能将紫花野菊、野路菊及其变种很好地区分开来。对12份不同地理居群野菊遗传多样性分析发现：ISSR引物多态性带比率平均为92.5%；SRAP引物多态性带比率平均为98.0%；12个居群间的Nei’s遗传距离分布在0.2117-0.4949之间；聚类分析表明,南京野菊和四川野菊遗传关系较近,武夷山野菊独立成一组,与其它地理居群野菊遗传关系较远。

全文目录

摘要 7-9ABSTRACT 9-11缩略词表 11-12引言 12-13文献综述 13-21 1 菊属与近缘属植物相关研究进展 13-16 1.1 形态学方面的研究 13-14 1.2 细胞学研究 14 1.3 孢粉学研究 14-15 1.4 生化研究 15 1.5 分子生物学研究 15-16 2 植物遗传多样性研究 16-19 2.1 植物遗传多样性的概念及意义 16 2.2 植物遗传多样性的研究方法 16-18 2.3 遗传多样性在种质资源研究中的应用及其影响因素 18-19 3 本研究目的与意义 19-21第一章菊属及其近缘属植物表型多样性分析 21-31 1 材料与方法 21-24 1.1 实验材料 21-23 1.2 性状调查 23 1.3 数据处理 23-24 2 结果与分析 24-29 2.1 定性特征变异分析 24-25 2.2 数量特征变异分析 25-27 2.3 主成分分析 27-29 3 讨论 29-31第二章基于分子标记的菊属及其近缘属植物遗传多样性分析及亲缘关系研究 31-43 1 材料和方法 32-33 1.1 试验材料 32 1.2 研究方法 32-33 2 结果与分析 33-39 2.1 ISSR和SRAP扩增结果的多态性分析 33-36 2.2 菊属与近缘属野生资源种间亲缘关系的聚类分析 36-37 2.3 菊属与近缘属野生资源属间亲缘关系的聚类分析 37-39 3 讨论 39-43 3.1 ISSR与SRAP分子标记 39 3.2 菊属及亚菊属植物种间亲缘关系 39-40 3.3 菊属与近缘属间亲缘关系 40-41 3.4 菊属与近缘属野生资源在栽培菊花种质创新中的作用 41-43第三章不同地理居群野生菊的表型多样性分析 43-49 1 材料与方法 43-45 1.1 实验材料 43-45 1.2 性状调查 45 1.3 数据处理 45 2 结果与分析 45-48 2.1 遗传变异分析 45-46 2.2 主成分分析 46-48 3 讨论 48-49第四章基于分子标记的不同地理居群野生菊遗传多样性分析 49-63 1 材料与方法 49-51 1.1 试验材料 49 1.2 研究方法 49-51 2 结果与分析 51-59 2.1 ISSR及SRAP扩增结果的多态性分析 51-56 2.2 野生菊地理居群间的遗传多样性分析 56-58 2.3 不同地理居群野生菊UPGMA聚类分析 58-59 3 讨论 59-63全文结论 63-65参考文献 65-73附录 73-75致谢 75-77硕士期间论文发表情况 77

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