中国野生菰种质资源遗传多样性的ISSR分析

论文摘要

菰（Zizania latifolia）是禾本科（Gramineae）菰属（Zizania）多年生水生草本植物,是菰属植物四类中最原始的种类,分布在东亚地区。菰属植物的其他三个种,如德克萨斯菰（Zizania texana）、水生菰（Zizania aquatica）和沼生菰（Zizania palustris）,均分布在北美地区。据最新调查结果显示,我国是野生菰种质资源重要的分布区域之一,尤其在长江中下游和淮河流域的湖泊、沼泽和湿地分布量居多。菰基因组与水稻基因组之间存在高度共线性,具有极高的基因资源利用价值,愈发受到育种工作者的重视。由于野生菰基因存在自交退化、异交倾向、颖果易落粒、不易收集种子等现象,阻碍了对其遗传演变规律深层次的探索。因此,本文以华东地区野生菰样本材料为例,通过筛选出ISSR-PCR扩增产物的最优电泳检测方法,并将该标记及检测方法用于中国四大地区25个野生菰居群381份材料的遗传多样性分析,探索野生菰种群之间的遗传变异规律。主要研究结果如下:（1）最适电泳检测方法:比较2%琼脂糖和5%聚丙烯酰胺凝胶电泳两种检测方法对华东地区野生菰遗传多样性结果的影响,结果表明聚丙烯酰胺法能较好地反映华东地区野生菰遗传多样性,而琼脂糖法因其分辨率低未能有效分离PCR产物,导致遗传多样性偏低。因此聚丙烯酰胺法优于琼脂糖凝胶方法。（2）遗传多态性分析:筛选出13条多态性高的ISSR引物,对中国25个野生菰居群381份材料的基因组DNA进行PCR扩增,产物用5%聚丙烯酰胺凝胶电泳进行检测。结果扩增出谱带244条,其中具有多态性的谱带218条,多态性位点百分率（PPB）高达89.34%。（3）遗传多样性分析:POPGENE 1.32软件分析结果显示,中国野生菰具有丰富的遗传多样性:Nei’s基因多样性指数（He=0.2222）、Shannon’s多样性信息指数（I=0.3518）;居群间基因流（Nm=0.3799<1）,说明遗传漂变是影响居群遗传结构的主要因子。居群间遗传分化（Gst=0.5682>0.25）水平很高,提示居群间变异略高于居群内部。（4）聚类关系分析:各居群间遗传相似性系数（Gs）和遗传距离（Gd）分别介于0.73490.9851和0.01500.3080;慈溪（CX）和杭州（HZ）遗传相似性系数最大（Gs=0.7329）,遗传距离最小（Gd=0.3080）,说明两者间的野生菰亲缘关系最近;北京（BJ）和韶关（SG）遗传相似性系数最小（Gs=0.9851）,遗传距离最大（Gd=0.0150）,说明两者间的野生菰亲缘关系最远;遗传距离与地理距离分析得出r=0.8429、p=0.001（p<0.01）,说明野生菰居群间遗传距离与地理距离指标呈极显著正相关。（5）遗传结构分析:MEGA软件的系统发育分析与MVSP软件的主成分分析（PCA）显示,中国野生菰在遗传结构上由共同的祖先分化出两支,一支包括华东、中南、西南地区共20个居群（含大连居群）,北方5个居群分属另一支。由于基因交流现象,野生菰居群间存在少量的遗传混杂,但仍存在较明显的分化。结论:ISSR标记的5%聚丙烯酰胺凝胶电泳法优于琼脂糖凝胶法;中国野生菰具有高水平的遗传多样性;居群间遗传距离与地理距离呈极显著正相关。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 文献综述
•   1.1 种质资源概念及调查方法
•     1.1.1 种质资源概念
•     1.1.2 种质资源调查方法
•   1.2 遗传多样性概念及研究方法
•     1.2.1 遗传多样性概念
•     1.2.2 遗传多样性研究方法
•   1.3 ISSR技术及应用
•     1.3.1 ISSR分子标记概述、原理及特点
•     1.3.2 ISSR分子标记的应用
•   1.4 菰属植物的研究概况
•     1.4.1 菰的简介及分类
•     1.4.2 菰的价值
•     1.4.3 菰属植物国内外研究
•   1.5 本研究的目的和意义
• 第2章 PCR扩增产物的最优电泳检测方法筛选
•   2.1 研究材料
•     2.1.1 材料
•     2.1.2 所需药品
•     2.1.3 仪器设备
•   2.2 研究方法
•     2.2.1 基因组DNA的提取
•     2.2.2 菰基因组DNA质量检测
•     2.2.3 引物筛选
•     2.2.4 反应体系及扩增程序
•     2.2.5 琼脂糖凝胶电泳过程
•     2.2.6 聚丙烯酰胺凝胶电泳过程
•     2.2.7 数据统计分析
•   2.3 结果与分析
•     2.3.1 引物多态性比较
•     2.3.2 遗传多样性比较
•     2.3.3 遗传分化比较
•     2.3.4 分子变异比较
•     2.3.5 遗传相似性与遗传距离比较
•     2.3.6 聚类关系比较
•     2.3.7 进化关系比较
•     2.3.8 主成分分析比较
•   2.4 讨论
• 第3章 中国野生菰遗传多样性的ISSR分析
•   3.1 研究材料
•     3.1.1 材料调查方法
•     3.1.2 材料采集方法
•     3.1.3 材料样本
•     3.1.4 所需药品
•     3.1.5 仪器设备
•   3.2 研究方法
•     3.2.1 基因组DNA的提取
•     3.2.2 菰基因组DNA质量检测
•     3.2.3 引物筛选
•     3.2.4 反应体系及扩增程序
•     3.2.5 聚丙烯酰胺凝胶电泳过程
•     3.2.6 数据统计分析
•   3.3 结果与分析
•     3.3.1 引物多态性分析
•     3.3.2 遗传多样性分析
•     3.3.3 遗传分化分析
•     3.3.4 分子变异分析
•     3.3.5 遗传相似性与遗传距离分析
•     3.3.6 聚类关系分析
•     3.3.7 进化关系分析
•     3.3.8 主成分分析
•   3.4 讨论
•     3.4.1 中国野生菰遗传多样性
•     3.4.2 中国野生菰聚类和进化关系
• 第4章 全文总结
• 参考文献
• 附录1 实验所需试剂
• 附录2 实验仪器设备
• 附录3 5%非变性聚丙烯酰胺凝胶（1:19）配方
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 谢小燕

导师: 江绍玫

关键词: 野生菰,标记,遗传多样性,电泳检测

来源: 江西财经大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学,生物学

单位: 江西财经大学

基金: 国家自然科学资金课题

分类号: Q948;Q943.2

总页数: 77

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