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基于RGA的中国野生菰种质资源遗传多样性和结构分析

2020-12-08阅读(101)

基于RGA的中国野生菰种质资源遗传多样性和结构分析

论文摘要

世界上已知的菰属（Zizania Linnaeus）植物存有4种,分别为菰（Zizania latifolia）,德克萨斯菰（Zizania texana）,水生菰（?）和沼生菰（?）,此中,中国具有的菰属植物的种类只有一,就是菰,作为多年生挺水植物,不仅在食用、药用、生态和观赏等方面有着丰富的价值,其自身还是水稻的近缘属之一,菰所需的自然生存环境和生长习性等方面和水稻较为相似。野生菰抗病性较强,特别是水稻长期受到危害的纹枯病和稻瘟病,所以菰是水稻良性状控制遗传因子的天然载体,被许多育种家认为是水稻育种优良外缘遗传因子的重要来源。因此,调查我国野生菰种质资源,研究研究其遗传多样性有着重要的意义。本文选取的抗病同源序列（Resistance Gene Analog,RGA）作为一种技术逐渐成熟的分子标记,研究发现其在许多物种中具有广泛的多样性,在遗传因子组间的遗传多样性、聚类关系和遗传结构分析上都存在着出很大的应用潜力。根据已报道的水稻抗稻瘟病DNA分子标记,筛选和优化了10对扩增条带数较多、多样性较丰富和重复性较好的引物,对全国25个野生菰居住群落381个样本在分子水平上做了遗传多样性和遗传结构性的分析。通过不断完善我国野生菰资源的基础信息和资料,为我国野生菰种质资源的保护和利用提供一定的理论基础和参考依据。主要研究结果如下:（1）遗传多样性分析:RGA-PCR实验结果显示中国野生菰的多样性较为丰富,从扩增图谱来看,381个样本中共有162条清晰且重复性较高的条带,其中扩增出114条多样性条带,10对RGA引物中的扩增条带数差异较大,最多的引物扩增出24个条带,最少的引物亦有7个条带,平均每对引物扩增出16.2个片段条带,扩增实验得到的野生菰遗传因子片段集中分布在2001800 bp之间;在物种水平上,我国野生菰的多样性比例高达74.20%,各个居住群落间的差异较大。25个居住群落多样性位点的平均比例仅为19.65%。（2）遗传多样性水平上,中国野生菰的观测对偶遗传因子数（Na=1.74）、有效对偶遗传因子数（Ne=1.37）、Nei’s遗传因子多样性指数（He=0.266）、Shannon’s多样性信息指数（I=0.360）;AMOVE分析结果显示居住群落间遗传变异所占比率为50.25%,居住群落内遗传变异所占比率为49.75%,POPGEN软件的分析结果与之数据结果一致,说明居住群落间的遗传变异高于居住群落间的遗传变异;遗传结构分析得出,居住群落间遗传因子多样性（Ht）为0.155,局群内遗传因子多样性（Hs）为0.074,局群内遗传分化系数（Gst）为0.520,居住群落间遗传因子流（Nm）为0.463;说明遗传漂变在中国野生菰居住群落分化中起到了一定的作用。（3）聚类结果、遗传距离与地理距离结果显示,各地区之间的居住群落明显聚集在一起,其四大地区明显在位置上有所分开,形成明显的遗传结构,其主成分与系统发育树结果一致,全国25个居住群落明显按照南北方聚为两支类群,拥有着共同的祖先;经Mantel检测,相关性显示其r值为0.8769,显著水平p=0.001﹤0.050,说明中国野生菰25个居住群落间的遗传距离与地理距离呈显著正相关性;以上研究结果为我国野生菰的遗传多样性和进化分析、遗传资源的开发利用和种质资源的保护提供了一定的依据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 英文缩略表
  • 第一章 文献综述
  •   1.1 遗传多样性概述及标记方法
  •     1.1.1 遗传多样性概念及重要意义
  •     1.1.2 遗传多样性标记方法及研究进展
  •     1.1.3 形态学标记
  •     1.1.4 细胞学标记
  •     1.1.5 分子标记
  •   1.2 RGA标记及其研究进展
  •     1.2.1 RGA技术的设计原理及特点
  •     1.2.2 RGA标记应用研究进展
  •   1.3 菰资源概述、分布及应用研究
  •     1.3.1 菰的起源
  •     1.3.2 散布区域
  •     1.3.3 菰的价值
  •     1.3.4 菰在园林建设中的应用概况
  •   1.4 中国野生菰种质资源调查报告
  •     1.4.1 调查方法与范围
  •     1.4.2 报告内容
  •     1.4.3 报告评价
  • 第二章 基于RGA的中国野生菰遗传多样性和结构分析
  •   2.1 研究材料
  •     2.1.1 生物材料
  •     2.1.2 实验仪器
  •     2.1.3 化学试剂
  •     2.1.4 供试引物
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 菰遗传因子组DNA提取方法
  •     2.2.2 反应体系及扩增程序
  •     2.2.3 聚丙烯酰胺电泳实验
  •     2.2.4 生物统计软件介绍
  •     2.2.5 数据统计分析
  •   2.3 结果与分析
  •     2.3.1 中国野生菰的遗传多样性分析
  •     2.3.2 中国野生菰的遗传结构分析
  • 第三章 全文总结
  •   3.1 中国野生菰种质资源调查
  •   3.2 基于RGA的中国野生菰遗传多样性和进化分析
  • 参考文献
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张孝天

    导师: 江绍玫

    关键词: 野生菰,分子标记,遗传多样性,遗传结构

    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

    分类号: Q943.2;Q948

    总页数: 60

    文件大小: 2105K

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