荒漠植物合头草、盐爪爪、珍珠猪毛菜遗传多样性研究

论文摘要

本研究运用ISSR分子标记和nrDNA ITS基因序列分析的方法，首次对分布于甘肃、宁夏、青海、内蒙四省区的藜科荒漠植物合头草、盐爪爪、珍珠猪毛菜七个居群416个个体的遗传多样性及遗传结构进行了研究。对其空间分布格局进行了较为系统的阐释；同时结合不同居群生境的非生物因子，就遗传多样性、分子系统地理结构和扩散进行了初步探讨。旨在揭示荒漠植物居群内和居群间的遗传变异和环境因子对荒漠植物遗传多样性的影响，为干旱半干旱地区种质资源的保护和生态系统的重建提供理论基础。主要研究结果如下： 1、合头草7个居群的139个个体，对100条ISSR引物筛选出了16条引物，产生了212条带，其中多态性条带169条，每条引物产生8—17（平均13.3）条带，总的基因多态率（P）为79.22％，平均等位基因数（Na）为1.5249，平均有效等位基因数（Ne）为1.2189，Shannon信息指数（Ⅰ）为0.2800，总的基因多样度（Ht）为0.1730， 种群内基因多样度（HS）为0.1390，遗传分化系数（Gst）为0.1963，平均遗传距离（D）为0.0470，居群内多态位点分别为39.62％（德令哈）—60.38％（乌海），平均基因多态率为52.34％。其ITS基因全序列长度690bp（ITS-1=266，5.8S=164，ITS-2=260bp），七个类群的39个个体中，除了5.8S区域相对保守，没有突变外，在ITS-1、ITS-2间隔区有8-16个碱基分别发生了序列替换。乌海居群的G+C百分含量最高，为59.3％，德令哈居群中有四个个体在ITS-1、ITS-2区内碱基突变率最高，为2.3％。两种标记方法分别构建的UPGMA聚类分析，将7个居群的139个个体分为四组。德令哈居群单独成为一支，民勤、中宁聚为一支，然后与内蒙乌海的种群聚为一组，最后分别与安西、金塔、兰州的个体聚为一类。形成了特殊的生态型，经过长期的进化，形成了相对稳定的遗传特性。显示了其基因多态性，揭示了该物种空间多样性和对环境的选择性。 2、珍珠猪毛菜七个居群的137个个体对100条ISSR引物，筛选了15条引物，产生了196条带，其中153条为多态性条带，总的基因多态率（P）为78.06％，平均等位基因数（Na）为1.4556，平均有效等位基因数（Ne）为1.1950，Shannon信息指数（Ⅰ）为0.2811，总的基因多样度（Ht）为0.1763，种群内基因多样度（Hs）为0.1251，遗传分化系数（Gst）为0.2904，平均遗传距离（D）为0.0709。居群内多态率为39.80％（德令哈）—53.06％(安

论文目录

• 原创性声明
• 关于学位论文使用授权的声明
• Acknowledgements
• Chinese Summary
• Abstract
• 1. Introduction
• 2. Materials and Methods
• 2.1. General guidance of population data analysis
• 2.1.1. Sampling Strategies
• 2.1.2. Number of populations, individuals
• 2.1.3. Number of loci screened
• 2.1.4. Knowledge of actual population genetic structure
• 2.1.5. Analysis of Molecular Marker Data
• 2.1.6. Major assumptions
• 2.1.7. Estimation of genetic structure and gene flow
• 2.1.8. Hierarchical analysis of population genetic variation
• 2.1.9. Determination of breeding system
• 2.2. Study Species
• 2.2.1. Sympegma regelii
• 2.2.2. Kalidium follatum
• 2.2.3. Salsola passerina
• 2. 3. Sampling of plant material
• 2.3.1. Methods of sampling
• 2.3.2. Extraction and purification of DNA
• 2.4. Inter-simple sequence repeat（ISSR）
• 2.4.1. Amplification of ISSR
• 2.4.2. Generating of the binary data matrix
• 2.4.3. ISSR data analysis
• 2.5. Internal transcribed spacer（ITS）
• 2.5.1. Purification of PCR product
• 2.5.2. Sequencing reaction
• 2.5.3. Cloning of PCR product
• 2.5.4. Sequences editing and alignment
• 2.5.5. UPGMA and NJ analysis
• 3. Results
• 3.1. Sympegma regelii
• 3.1.1. ISSR analysis
• 3.1.2. ITS sequences
• 3.2. Kalidium foliatum
• 3.2.1. ISSR analysis
• 3.2.2. ITS sequences
• 3.3. Salsola passerina
• 3.3.1. ISSR analysis
• 3.3.2. ITS sequences
• 4 Discussion
• 4.1. Genetic diversity
• 4.2. Population genetic structure
• 4.3. Conservation consideration
• 5. Conclusions
• 6. Summary
• 7. References
• 8. Appendix
• Appendix Ⅰ
• Appendix Ⅱ
• Appendix Ⅲ
• Appendix Ⅳ
• 9. Publications