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航天诱变五角枫（Acer mono Maxim）实生苗遗传变异的检测

作　者: 张玉瑶
导　师: 杨敏生
学　校: 河北农业大学
专　业: 林木遗传育种
关键词: 航天诱变五角枫 RAMP分子标记 SSR分子标记遗传变异
分类号: S792.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

五角枫(Acer mono Maxim)是槭树科槭树属的彩色叶树种,作为一种重要的园林观赏植物,经航天诱变后,可能在形态上等方面发生遗传变异,从而为培育更具观赏性的五角枫品种提供育种材料。本实验以航天诱变的五角枫种子培育的实生苗群体和个体为材料,对其叶绿素和形态性状进行综合聚类,利用RAMP分子标记技术对其群体基因组DNA进行检测,分析航天辐射实生苗群体和对照实生苗群体的遗传差异,探索经空间诱变后五角枫基因组DNA是否发生遗传变异。在此基础上从不同个体的叶和根提取基因组DNA,利用RAMP分子标记和SSR分子标记进一步证明其个体内遗传变异,为选育优良五角枫航天诱变新品种提供理论依据。主要研究结果如下:1.应用10对引物组合对6个群体(3个处理和3个对照)120个个体进行RAMP扩增,共扩增出360条带,6个群体共得到256个多态性位点且多态条带比率为71.11%。RAMP标记揭示种群内较高的多态性,且辐射群体多态性条带高于对照群体。2.在6个群体中,各居群内的有效等位基因数介于1.4086-1.6485之间,平均1.5331。各居群内观察杂合度(Ho)值变动范围为0.2986-0.3765,平均为0.3303;期望杂合度(He)值变动范围为0.3454-0.4362,平均为0.3837,说明各居群间的多态性水平差异较大。按检测到的有效等位基因数(Ne)和期望杂合度(He)作为标准,辐射群体sm3的遗传多样性最高,对照ck3的遗传多样性水平最低。3.利用10对RAMP引物组合产生的360条扩增条带计算了种群内个体间的遗传相似系数GS和遗传距离D。6个群体间GS值变化范围为0.8724-0.9375,遗传距离在0.0645-0.1365之间,说明群体间的相似程度较高,遗传距离较小。航天辐射的3个群体间和对照的3个群体间相似系数均相对较高,遗传距离相对较小,而航天处理的群体和对照处理的群体间相似系数相对较低,遗传距离相对较大。4.按UPGMA法进行聚类分析,产生一树状聚类图。航天辐射群体和对照的6个群体遗传距离在0.0645-0.1365之间。以UPGMA方法对6个群体进行聚类,航天辐射的三个重复群体聚到一起,对照的三个重复群体聚到一起,显示航天辐射群体和对照群体之间存在差异。5.通过RAMP分子标记10对引物扩增对照10个个体叶和根组织的DNA3次重复,但每个个体的根和叶之间未发现差异。10个辐射个体叶和根组织的DNA3次重复总扩增6326条,其中差异条带399条,总差异率6.3%。6.应用10对SSR引物对辐射个体的叶片和根组织进行PCR扩增,其个体间多态性较高。10对引物扩增10个对照个体叶和根组织的DNA3次重复,未发现差异。10个辐射个体叶和根的DNA3次重复总扩增1329条,其中差异条带23条,总差异率1.7%。7.在2009年9月和2010年9月分别对辐射和对照五角枫实生苗群体的叶绿素和表型指标进行了两次的观测,根据五角枫实生苗的九个因素,采用UPGMA方法进行聚类,聚类结果基本分为两大组群。第一组群包括2009年对照和2010年对照群体,第二组群包括2009年辐射群体和2010年辐射群体,总体上看,4个群体在两次观测下,对照群体和辐射群体能够分开,说明群体间叶绿素水平和表型性状存在差异。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 引言  10-22
  1.1 航天诱变育种的概念及特点  10
    1.1.1 航天诱变育种的概念  10
    1.1.2 航天诱变育种的特点  10
  1.2 航天诱变育种的研究概况及所取得的成就  10-14
    1.2.1 国外研究航天诱变育种的研究概况  10-11
    1.2.2 国内航天诱变育种的研究概况  11-12
    1.2.3 植物航天诱变育种研究进展  12-14
  1.3 空间环境诱发植物变异的因素  14-15
    1.3.1 空间微重力  14-15
    1.3.2 空间辐射  15
  1.4 航天诱变的生物学效应  15-20
    1.4.1 空间环境对植物遗传变异的影响  15-16
    1.4.2 空间环境对植物形态性状的影响  16
    1.4.3 空间环境对植物生理生化的影响  16-17
    1.4.4 空间环境对植物遗传物质DNA 的影响  17-20
    1.4.5 形态学标记研究  20
  1.5 本研究的目的和内容  20-22
2 材料与方法  22-34
  2.1 植物材料  22
  2.2 试验仪器及试剂  22-23
    2.2.1 主要仪器  22
    2.2.2.主要试剂  22-23
  2.3 试验方法  23-34
    2.3.1 试验药品的配置  23-25
    2.3.2 植物材料叶和根DNA 的提取  25
    2.3.3 DNA 粗提液的纯化  25-26
    2.3.4 DNA 检测  26
    2.3.5 RAMP 扩增体系  26-29
    2.3.6 SSR 扩增  29-30
    2.3.7 叶绿素的提取及含量测定  30
    2.3.8 形态性状的检测  30-31
    2.3.9 谱带记录与数据分析  31-34
3 结果与分析  34-40
  3.1 群体扩增产物的多态性比较分析  34
  3.2 群体遗传多样性  34-35
  3.3 群体遗传相似系数和遗传距离  35
  3.4 群体聚类分析  35-36
  3.5 个体差异率分析  36-38
    3.5.1 RAMP 标记分析  36-37
    3.5.2 SSR 标记分析  37-38
  3.6 表型性状和叶绿素指标的聚类分析  38-40
4 讨论  40-42
5 结论  42-43
参考文献  43-49
在读期间发表的学术论文  49-50
作者简历  50-51
致谢  51-52

航天诱变五角枫（Acer mono Maxim）实生苗遗传变异的检测

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