小豆种质资源遗传多样性的SSR分析及生态类群遗传关系研究

论文摘要

小豆起源于我国,有悠久的栽培历史。研究野生、半野生、栽培型小豆的遗传多样性,对进一步明确小豆的起源、进化、传播途径具有重要的科学意义。本研究应用SSR分子标记并结合植株形态性状特征鉴定,对来自中国、日本、韩国、不丹、缅甸5国的560份小豆种质资源的遗传多样性进行检测和分析。筛选出11条多态性较好的SSR引物,检测到86条多态性条带。野生、半野生、栽培型小豆都有其特征带;分析表明:遗传离散度大小顺序是野生型>半野生型>栽培型;其遗传分化系数大小顺序:野生型<半野生型<栽培型;从分化系数差异看,半野生型小豆更接近野生型小豆;从相似系数平均值来看,半野生型小豆材料之间亲缘关系较近,而处在进化两极的野生型材料之间、栽培型材料之间的亲缘关系都较远;来自我国西南以及日本南部二个地区的小豆材料遗传离散度较大,遗传分化系数、相似系数平均值较低。聚类分析结果表明,560个小豆材料可分为5大类,归类有较明显的地理相关性及遗传类型的趋同性。对在北京地区能正常生长发育的560份不同进化类型小豆群体植株形态性状鉴定表明:同一生态类型群体内、群体间都存在显著的形态多样性。从性状平均值的变化趋势来看,在野生型小豆向栽培型小豆演化的过程中,株高相关因子(如株高、顶蔓、主茎节数)及全生育日数均值逐渐变小;产量相关因子(百粒重、单株荚数)逐渐变大,半野生型小豆的这些性状上表现出居于野生与栽培型之间的形态特征;野生及半野生小豆在所考察的12个性状上平均多样性指数达0.80911,栽培型小豆16个性状上平均多样性指数相对较高,两者之间差异不明显。植株形态性状所揭示的小豆群体遗传多样性、分化趋势与SSR分子标记分析得到的结果相一致。将分子标记结果与田间考种数据进行关联分析,结果表明:(1)野生及半野生资源中,引物CEDG111与颈粗、顶蔓、主茎分枝数、主茎节数四个性状相关联,解释率分别为49%、44%、31%、18%;(2)栽培资源中,生育期与引物CEDG048、株高和单荚粒数与引物CEDG020、主茎分枝数与引物CEDG024相关联,解释率分别为9%、7%、5%、6%。

论文目录

• 中文摘要
• SUMMARY
• 英文缩略语
• 第一章 文献综述
• 1. 小豆的起源及分类概述
• 1.1 小豆的起源
• 1.2 小豆的分类
• 1.2.1 小豆的分类地位
• 1.2.2 按农艺学、植物学特征和生物学特性分类
• 1.2.3 生态类型划分
• 2. 植物遗传多样性及其研究技术
• 2.1 遗传多样性概念
• 2.2 遗传多样性来源
• 2.3 遗传多样性研究进展
• 2.3.1 遗传标记技术
• 2.3.2 遗传标记的基本概念
• 2.3.3 遗传标记类型
• 2.3.3.1 形态学标记
• 2.3.3.2 细胞学标记
• 2.3.3.3 生化标记
• 2.3.3.4 DNA 分子标记
• 3 遗传标记在小豆遗传育种研究中的应用
• 3.1 遗传标记与小豆种质资源遗传多样性研究
• 3.1.1 基于形态标记的小豆种质资源遗传多样性研究
• 3.1.2 基于细胞学标记的小豆种质资源遗传多样性研究
• 3.1.3 基于蛋白质标记的小豆种质资源遗传多样性研究
• 3.1.4 基于DNA 分子标记的小豆种质资源遗传多样性研究
• 3.2 遗传标记与小豆遗传图谱构建
• 3.3 小豆农艺性状基因的标记
• 3.4 遗传标记数据分析和遗传多样性的度量指标
• 3.4.1 质量性状遗传标记的处理分析
• 3.4.2 数量性状遗传标记的处理和分析
• 3.4.3 遗传多样性度量指标
• 4 小豆遗传多样性研究的意义
• 第二章 小豆种质资源形态多样性鉴定与分类研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 实验地点和设计
• 1.3 记载、考种性状及标准
• 1.4 统计方法
• 2 结果分析
• 2.1 小豆种质资源植株形态多样性统计分析
• 2.2 不同生态类型小豆遗传多样性指数
• 2.3 基于植株形态性状的聚类分析
• 3 讨论
• 3.1 野生型、半野生型、栽培型小豆植株形态性状的变异
• 3.2 野生型、半野生型、栽培型小豆植株形态多样性指数变化
• 3.3 数值类型划分的解析与评价
• 第三章 应用SSR 分析小豆种质资源的遗传多样性及演化趋势
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 样本的 DNA 制备
• 1.3 多态性引物的筛选
• 1.4 SSR-PCR 程序设计
• 1.5 聚丙烯酰胺凝胶电泳检测
• 1.5.1 凝胶的配置
• 1.5.2 电泳
• 1.5.3 银染及显影
• 1.6 遗传多样性评价及分化系数计算
• 1.7 聚类分析
• 2 结果与分析
• 2.1 SSR 扩增体系和条件的优化
• 2.2 SSR 多态性分析
• 2.3 野生型、半野生型、栽培型小豆SSR 遗传多样性
• 2.4 不同地区小豆SSR 遗传多样性分析
• 2.5 聚类分析
• 3 讨论
• 3.1 SSR 分子标记在小豆种质资源研究中的优越性
• 3.2 小豆不同生态类群遗传关系及演化规律
• 3.3 不同地理条件、生态类型的小豆种质SSR 变异程度
• 第四章 SSR 分子标记与植物学形态研究的关联分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 实验地点和设计
• 1.3 记载、考种性状及标准
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 SSR 标记与株高等性状的关联分析
• 3 讨论
• 第五章 小结与讨论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 个人简介
• 导师简介