中国野生秋子梨群体特征及遗传多样性评价

论文摘要

现代农业中应用的作物品种是从野生种驯化栽培而来,在近代遗传改良过程中由于过于注重经济性状或农艺性状,许多珍贵的遗传资源被淘汰。另外,人类经济开发的迅速发展自然界赋予给人类的野生资源日益减少。而人类生产的多样化需求及野生资源保全角度来看,野生资源的深入研究和评价至关重要。野生秋子梨尤以抗寒、风味浓郁、糖酸含量高、特有香气而著名。本研究对野生秋子梨主要分布区进行群体特征研究的基础上,利用梨特异叶绿体DNA分子标记对我国野生秋子梨遗传多样性进行评价。主要结论如下：（1）内蒙古野生秋子梨分布在海拔1000m-1200m间,属高海拔地区,而吉林和黑龙江野生秋子梨在300-600m间分布,属低海拔地区；内蒙古、黑龙江、吉林野生秋子梨群体树高以3-4m为主,分别占群体数量的40%、48%、36%；内蒙古野生秋子梨胸围以40-70cm为主,占群体的50%,黑龙江野生秋子梨胸围以20-50cm为主,占群体数量的55%,吉林野生秋子梨胸围以20-30cm为主,占数量的60%；内蒙古野生秋子梨在4处集中成群分布,而黑龙江和吉林野生秋子梨散生分布,内蒙野生秋子梨受自然灾害的影响较大,而吉林和黑龙江秋子梨受人为干扰较大。推测内蒙古野生秋子梨树龄在20年-50年,黑龙江野生秋子梨在树龄在40年-50年,吉林野生秋子梨树龄在20-30年。（2） Katayama用梨叶绿体DNA多态性最高的两个accD-psal和rps16-trnQ领域是否缺失来区分野生梨（A类型,两个领域均无缺失）、东方栽培梨（B类型,accD-psaI有缺失）、西方栽培梨（C类型,rps16-trnQ有缺失）。根据以上理论,对中国野生秋子梨进行遗传多样性分析表明,内蒙古、黑龙江、吉林野生秋子梨的A类型所占比例分别为100%,96%,93%,说明中国野生秋子梨的遗传背景较纯,其中内蒙古野生秋子梨属于最纯粹的野生梨,而黑龙江的4%、吉林的7%的野生秋子梨与西方栽培梨和东方栽培梨发生自然杂交的现象。（3）对accD-psal和rps16-trnQ超变区测序后生物信息学分析表明,野生秋子梨和对照栽培梨共有31处发生变异,即16个Gaps（插入/缺失）和15个碱基突变,其中8个Gaps为叶绿体DNA简单重复序列（cpSSR）;发现中国野生秋子梨中包含2个特异Gaps变异和7个特异碱基突变,栽培梨中包含5个特异Gaps变异和5个特异碱基突变。还发现在accd-Psal领域中的BC4（434#A/C）位点在黑龙江和吉林野生秋子中特有的位点,G7（656#+26）在A类型栽培梨中特有的变异,BC2(379#T/C和BC3（424#G/T）在西洋梨中特有的变异。根据accD-psal和rps16-trnQ超变区的Gaps和碱基突变,进行Haplotype分类表明,中国野生秋子梨和对照栽培梨中存在30（H1-H30）个Haplotype。野生秋子梨中出现H1-H10类型,其中内蒙野生梨以Hl类型为主,占96%,黑龙江和吉林的野生梨均以H3类型为主,分别为88%和66%；而中国4个栽培梨品种出现H2、H11-H30类型,其中以H11类型为主,占50-66%,西洋梨栽培品变异较丰富。说明中国野生秋子梨遗传多样性较低,其中吉林野生秋子梨遗传多样性最高,这有可能与吉林野生秋子梨群体和栽培梨交叉分布有关。（4）用Network软件,对accD-psal和rps16-trnQ超变区30个Haplotype类型进行进化分析表明,107个野生梨和49个栽培梨品种可分为3个类型。从进化树可推测,黑龙江野生秋子梨→内蒙古、吉林野生秋子梨→中国栽培梨系统的顺序进化而来。本研究首次对中国野生秋子梨主要分布地区的秋子梨进行群体特征及遗传多样性研究,为我国野生秋子梨的保护与开发提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 群体遗传学研究方法
• 1.2.2 野生秋子梨研究进展
• 1.3 本论文的研究目标和研究内容
• 1.4 选题的目的和意义
• 2 中国野生秋子梨的分布及群体特征
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 内蒙古赤峰地区野生秋子梨分布地区的自然条件
• 2.2.2 吉林省野生秋子梨分布地区的自然条件
• 2.2.3 黑龙江省野生秋子梨分布地区自然条件
• 2.2.4 研究方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 内蒙古野生秋子梨分布及群体特征
• 2.3.2 吉林野生秋子梨分布及群体特征
• 2.3.3 黑龙江野生秋子梨分布及群体特征
• 2.4 小结与讨论
• 2.4.1 小结
• 2.4.2 讨论
• 3 用叶绿体DNA标记评价中国野生秋子梨群体遗传多样性
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 DNA提取
• 3.2.3 PCR反应
• 3.2.4 电泳检测
• 3.2.5 测序
• 3.2.6 数据分析
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 cpDNA的大片段缺失类型
• 3.3.2 中国野生秋子梨cpDNA两个超变区遗传多样性
• 3.3.3 进化关系
• 3.4 小结与讨论
• 3.4.1 小结
• 3.4.2 讨论
• 4 结论与创新点
• 4.1 结论
• 4.2 创新
• 参考文献
• 攻读学位期间的主要学术成果
• 致谢