中国石榴资源初级核心种质构建及其ISSR分子标记研究

中国石榴资源初级核心种质构建及其ISSR分子标记研究

论文摘要

石榴果实营养丰富,花期长,是经济林和园林绿化的优选树种。石榴果皮、根皮可以入药,石榴叶能制成石榴保健茶。国际上已有35家研究机构建立了一个或多个核心种质库,涉及大田作物和园艺植物63种。迄今,关于石榴核心种质的研究,国内外尚未见报道。中国石榴核心种质的构建,对中国石榴种质资源的保存、研究和利用具有重要意义。ISSR分子标记技术是研究植物遗传多样性的有力工具,能够直接从DNA水平上反映各材料间的遗传差别,方法简便快捷。根据中国石榴135份总体种质的14个植物学、农艺学性状,采用Popgen Version 1.31软件,分析总体种质、初级核心种质以及8个不同产区石榴种质资源的遗传多样性。用SPSS 11.0 for Windows软件,以欧氏距离平方(Squared Euclidean distance)为系数,采用组间连接法(between-groupslinkage),对总体种质进行系统聚类(Hi erarchical cluster),采取系统取样和随机取样法,构建石榴不同比例的初级核心种质。对不同产区初级核心种质、总体种质的香浓信息指数以及总体和初级核心种质性状的Nei基因多样性进行差异显著性测验。分别以30%、20%、15%、10%的选取比例从石榴135份总体种质中选取41份、27份、20份、14份资源类型构成初级核心种质。计算不同取样比例的初级核心种质和总体种质性状的符合率,并用F检验来检测不同取样比例构建初级核心种质的效果。试验结果表明,135份总体种质的观察位点数是2~6、有效等位基因位点数为1.211~4.084、Nei基因多样性系数0.174~0.755、香浓信息指数0.317~1.511。初级核心种质和总体种质遗传多样性t检验未达到显著水平。说明构建的核心种质能够代表全部种质资源的遗传多样性。按30%的取样比例构建的初级核心种质和总体种质14个性状均值、极差、标准差和变异系数的平均符合率分别为0.956、0.957、0.950、0.958,20%的平均符合率为0.956、0.944、0.920、0.910,15%的平均符合率为0.953、0.927、0.893、0.892而10%的平均符合率为0.923、0.888、0.897、0.868。差异显著性检验结果表明,20%的取样比例为石榴初级核心种质构建适宜取样比例。试验以中国石榴45份代表资源为材料,运用优化的ISSR分子标记体系对其亲缘关系进行研究。从45条ISSR引物中筛选出重复性好、条带清楚的引物17条,对45份代表资源进行ISSR-PCR扩增,采用Popgen Version 1.31软件,分析扩增条带的多态性位点数及多态性频率。用SPSS 11.0 for Windows软件,以欧氏距离平方为系数,采用组间连接法,对45份代表资源进行聚类分析。结果表明,17条引物共扩增出187条谱带,其中多态性条带157条,平均每个引物11条,多态性条带达到84%。聚类分析结果显示,取遗传距离阀值为19时,45份代表资源聚为4类,第1类主要是安徽和山东栽培的品种,第2类中的3个亚类是按照果实风味、花色、皮色、籽粒颜色、核软硬度等分类。说明中国石榴栽培品种有较复杂的遗传背景。分类结果与传统形态学分类不完全一致。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 1.1 植物核心种质的研究进展
  • 1.1.1 核心种质提出背景
  • 1.1.2 核心种质的概念和研究进展
  • 1.2 核心种质的构建方法
  • 1.3 近年来分子标记技术的国内外研究进展
  • 2 引言
  • 2.1 石榴种质资源的研究意义
  • 2.2 中国石榴资源核心种质和ISSR分子标记研究的技术路线
  • 3 材料与方法
  • 3.1 中国石榴初选核心种质的构建
  • 3.1.1 试验材料
  • 3.1.2 试验方法
  • 3.2 中国石榴种质资源遗传的多样性ISSR分析
  • 3.2.1 植物材料
  • 3.2.2 仪器与试剂
  • 3.2.3 基因组DNA的提取方法和检测
  • 3.2.4 石榴基因组DNA的PCR扩增
  • 4 结果与分析
  • 4.1 中国石榴初选核心种质的构建
  • 4.1.1 中国石榴总体种质性状的遗传多样性
  • 4.1.2 总体种质聚类和不同取样比例初级核心种质的构建
  • 4.1.3 不同产区总体和初级核心种质遗传多样性
  • 4.1.4 初级核心种质构建效果检测
  • 4.2 中国石榴资源ISSR分析
  • 4.2.1 引物筛选
  • 4.2.2 扩增条件的优化结果
  • 4.2.3 ISSR最佳反应体系和反应程序的确立
  • 4.3 石榴45份代表性种质资源的ISSR分析
  • 4.4 石榴45份代表性种质资源亲缘关系分析
  • 5 讨论
  • 5.1 关于石榴核心种质的取样比例
  • 5.2 石榴核心种质代表性评价指标
  • 5.3 中国石榴种质资源ISSR标记遗传多样性及其分类
  • 6 结论
  • 6.1 石榴初级核心种质构建取样比例
  • 6.2 石榴初级核心种质构建效果
  • 6.3 中国石榴种质资源遗传多样性及ISSR分类
  • 参考文献
  • 附图
  • 致谢
  • 作者简介
  • 相关论文文献

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