毛竹多拷贝SSR及其遗传多样性研究

论文摘要

毛竹（Phyllostachys edulis）是竹亚科中种植面积大,分布范围广的竹种之一,长期生产经营中产生了众多的表型丰富的种源和栽培类型。目前已有多种分子标记应用于毛竹遗传多样性的研究中,本研究通过运用高效多态的SSR分子标记比较系统地研究毛竹各栽培类型,种源及其实生苗家系的遗传多样性。在毛竹SSR标记的开发研究中,我们发现其基因组中存在多拷贝SSR。我们成功开发了13个多拷贝标记,并应用13个多拷贝28个单拷贝标记共检测同片竹林毛竹实生苗（M1）遗传多样性研究中发现：选用的13对多拷贝引物（1对GSS-SSR和12对EST-SSR）共扩增得到28个SSR位点,单、多拷贝引物分别检测出7和8个多态性位点,从多态性位点／引物的比值来看,单拷贝为25.0%（7/28）,多拷贝为61.5%（8/13）,多拷贝引物是单拷贝引物的2.46倍。多拷贝引物比单拷贝引物检测遗传多样性效率高,这为毛竹遗传多样性研究提供了更高效的分子标记。为了研究毛竹各栽培类型、种源及其实生苗的遗传多样性,我们利用已开发的38对单拷贝SSR引物与5对多拷贝SSR（共扩增49个位点）共同检测两片竹林各25棵实生苗、18个不同时期实生毛竹、17个种源及10个毛竹栽培类型的遗传多态性。结果表明：①同片竹林同时期毛竹开花结实的种子具有一定的遗传差异,多态性位点比率为24.5%和14.3%,且不同毛竹林无性系间存在遗传差异；②18个不同时期实生毛竹之间存在差异,多态性位点比率为30.6%,且差异可能主要是由亲本原来的遗传多样性继承造成的；③17个种源间有差异,多态性比率为38.8%,但是与其所处地理位置无关,结合①②,说明各毛竹种源的不定向遗传变异的积累及种源内的遗传多样性是形成遗传分化的基础；④栽培类型之间均无SSR遗传多样性,可能的原因是所选取的位点少,未检测到差异；也有可能栽培类型之间的差异是受其他机制的影响。通过对四类不同毛竹遗传结构群体的多样性分析,发现毛竹在不同阶段多存在有遗传多样性。令人感兴趣的是,毛竹栽培类型之间均无SSR遗传多样性,可能与表观遗传有关,可从甲基化及转座子等方面研究栽培类型的形成原因。本研究有助于毛竹的种质保存、分子辅助育种等,对毛竹林的生产经营具有一定的积极意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 遗传多样性的概念、意义及研究方法
• 1.1.1 遗传多样性的概念及意义
• 1.1.2 遗传多样性的研究方法
• 1.1.2.1 形态学水平
• 1.1.2.2 DNA水平
• 1.2 群体遗传结构及其影响因素
• 1.2.1 群体遗传结构的概念
• 1.2.2 影响群体遗传结构的因素
• 1.2.2.1 基因突变
• 1.2.2.2 自然选择
• 1.2.2.3 交配系统
• 1.2.2.4 迁移
• 1.2.2.5 遗传漂变
• 1.3 部分分子标记在竹类植物遗传多样性研究中的应用
• 1.3.1 RAPD
• 1.3.2 AFLP
• 1.3.3 ISSR
• 1.3.4 SSR
• 1.3.5 各分子标记的优缺点比较
• 1.4 微卫星的特性、形成及在植物中的应用
• 1.4.1 微卫星特性、形成
• 1.4.2 SSR位点的获得
• 1.4.2.1 利用比较遗传学从近缘物种获得
• 1.4.2.2 利用生物信息学方法搜索数据库
• 1.4.3 SSR多拷贝现象
• 1.5 本实验的研究内容及研究策略
• 2 毛竹多拷贝SSR的开发及其特性研究
• 2.1 试验材料、试剂和方法
• 2.1.1 毛竹叶片材料及DNA提取
• 2.1.2 试验仪器及药品
• 2.1.2.1 主要试验仪器
• 2.1.2.2 主要试剂
• 2.1.3 EST-SSR引物
• 2.1.4 PCR扩增
• 2.1.5 电泳及显色
• 2.1.6 疑似SSR条带的确认
• 2.1.6.1 目的片段的分离与回收
• 2.1.6.2 回收产物与pMD18-T载体的连接
• 2.1.6.3 大肠杆菌DH5α感受态细胞的制备
• 2.1.6.4 DNA与载体的连接产物转化DH5α感受态细胞
• 2.1.6.5 阳性克隆的筛选及测序鉴定
• 2.1.7 数据分析
• 2.1.7.1 遗传多样性的度量指标
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 毛竹基因组DNA检测
• 2.2.2 确认多拷贝SSR
• 2.2.2.1 一次PCR产物和二次PCR产物
• 2.2.2.2 序列分析及多拷贝SSR确认
• 2.2.2.3 单、多拷贝遗传多样性检测效率比较
• 3 混合种子毛竹实生苗的SSR遗传多样性
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 毛竹叶片材料及DNA提取
• 3.1.2 SSR位点的选择
• 3.1.3 PCR、PAGE、显色和条带统计、数据分析
• 3.2 结果与分析
• 4 不同时期结实的实生毛竹的SSR遗传多样性
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 毛竹叶片材料及DNA提取
• 4.1.2 SSR位点的选择
• 4.1.3 PCR、PAGE、显色和条带统计、数据分析
• 4.1.4 遗传距离
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 18个不同时期实生毛竹的遗传变异水平
• A）及系统树构建'>4.2.2 18个不同时期实生毛竹的遗传距离（D_A）及系统树构建
• 5 不同种源毛竹的SSR遗传多样性
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 毛竹叶片材料及DNA提取
• 5.1.2 SSR位点的选择
• 5.1.3 PCR、PAGE、显色和条带统计、数据分析
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 17个种源的遗传变异水平
• 5.2.2 各种源间遗传距离（DA）及系统树构建
• 6 不同栽培类型毛竹的SSR遗传多样性
• 6.1 材料和方法
• 6.1.1 毛竹叶片材料及DNA提取
• 6.1.2 SSR位点的选择
• 6.1.3 PCR、PAGE、显色和条带统计、数据分析
• 6.2 结果与分析
• 7 讨论
• 7.1 毛竹多拷贝SSR
• 7.2 毛竹遗传多样性
• 参考文献
• 附录1 表2.1 EST-SSR引物信息
• A）'>附录2 单态微卫星位点观测等位基因数（N_A）
• 个人简介
• 硕士期间发表的文章
• 致谢