论文题目: 披碱草属植物遗传多样性研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 草业科学
作者: 严学兵
导师: 周禾,王堃
关键词: 披碱草,形态特征,等位酶,微卫星,遗传多样性
文献来源: 中国农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 以我国9种披碱草的40个居群为材料,采用形态学、等位酶和微卫星三种标记对28个形态特征、7个等位酶位点和11对SSR引物进行遗传多样性分析。形态学研究发现,40个居群披碱草的生长发育与在原产地相比,生长发育均提前,来自于寒冷、高海拔地区生育期短于来自于温性、低海拔地区。披碱草组的的披碱草成熟都相对较晚(集中在7月中下旬),老芒麦和披碱草组的披碱草比较适合人工栽培条件。不同居群的披碱草间形态差异很大,不同种、居群和形态特征变异规律也有不同。旗叶与穗基部长度、生长速度(幼苗-分蘖)、小穗柄、植株绒毛分级在种内具有变异较大,而穗的形状、穗节数、株高、内稃变化比较稳定。聚类分析发现,披碱草、圆柱披碱草、紫芒披碱草变异很大,垂穗披碱草、老芒麦的居群按种归类比较清晰明显。在形态分化的指标中,和生产以及分类联系密切的17个特征向量反应了总变异的85%以上,根据贡献的大小分为10个不同的层次。 通过等位酶分析,在40个居群材料中7个位点发现了22个等位基因。在属水平上多态性位点百分数为87.5%,而每个种在16.67%～83.33%之间。居群内平均多样性指数(Hs)为0.0830,变化范围是0.0210(EST-2)～01520(AAT-2)。居群间平均多样性指数(Dst)为0.2149,变化范围是0.1075～0.2694。所有多态性位点的遗传分化系数(Gst)是0.7213,变化范围是0.3075(AAT-2)～0.9111(EST-2)。在属水平遗传多样性(He)和Shannon’s信息指数(He=0.2974;I=0.4565)最大水平上反应了披碱草居群之间的变异。在种水平上遗传多样性和Shannon’s信息指数分别在0.0800～0.2528和0.1173～0.3769,而居群内二者分别在0.0160～0.1680和0.0250～0.2433范围。在每个种内,居群内遗传多样性和Shannon’s信息指数远低于居群间,在0.0400～0.0960和0.0587～0.1424之间变动。在属水平,遗传分化的分配量大小依次种间(38.9%),种内居群间(33.2%)和居群内个体之间(29.8%)。居群之间基因流(Nm)很低,为0.1932。披碱草属40个居群间的遗传距离变化范围很大,在0.0365～0.7612。属于同一种的居群基本能聚类在一起,同时和地域之间有明显的关系。9种披碱草属植物虽然不是按照穗子的形状(披碱草组和老芒麦组)分为两组,但属于披碱草组和老芒麦组内的披碱草关系亲近。以垂穗披碱草为例,经Mantel检验,海拔是影响遗传差异最重要的因素(P<0.01),其次是地理位置(纬度和经度)(P<0.05)。 11个多态性微卫星位点发现有1到8个等位基因,共检测出38等位变异,平均每个位点上有3.5个等位变异。来自于披碱草的微卫星引物平均4.5个,而来自于小麦的2.2。披碱草的特异SSR引物在反应遗传多样性方面具有更好的作用和效果。位点ECGA22、ECGA114、EAGA51和WMS43遗传变异信息含量比较高,对于构建披碱草高密度的微卫星种(品种)指纹是很好的选择。供试40居群披碱草,遗传相似系数范围在0.1622～0.3619。种内和种间的遗传多样性变异结构,多个引物具有很好的一致性,大多数基因多样性存在种内,占总变异的75.74%。无论等位酶还是微卫星标记,青藏高原地区都拥有遗传丰富的披碱草资源。在种水平披碱草的多样性指数变化也很大,基因多样性和Shannon’s信息指数变化范围分别在0.1622～0.3619和0.2248～0.5318。相似性和聚类分析结果显示,在居群水平大致可按种来进行划分。SSR标记对不同披碱草居群的聚类和材料间的亲缘关系和地域分布有较好的一致性。披碱草的9个种并没有分成几个明显的组,而是老芒麦和青海披碱草最近,其次披碱草和紫芒披碱草亲缘关系,垂穗披碱草和短芒披碱草也相对较近。地理位置(纬度和经度)是影响垂穗披碱草居群微卫星遗传差异最重要的因素,其次是海拔。
论文目录:
第一章 文献综述
1.1 遗传多样性的研究意义和方法
1.1.1 遗传多样性的含义
1.1.2 遗传多样性的研究意义
1.1.3 遗传多样性的研究方法
1.2 披碱草属的分类
1.3 种间杂交利用
1.4 披碱草遗传多样性研究
1.4.1 形态特征和地理分布
1.4.2 形态学研究
1.4.3 细胞学标记
1.4.4 蛋白水平的研究
1.4.5 分子生物学研究
1.5 我国披碱草属植物资源研究与利用展望
1.6 研究内容的重要意义
1.6.1 研究项目的背景资料
1.6.2 牧草种质资源研究的重要意义
1.6.3 研究材料的重要性
1.7 研究方法的科学性、先进性和可行性
1.8 研究目的和意义、创新点和目标
1.8.1 研究目的和意义
1.8.2 研究的创新点
1.8.3 研究目标
第二章 披碱草属植物的形态多样性
2.1 材料与方法
2.1.1 试验地概况
2.1.2 试验材料来源和盆栽试验管理
2.1.3 不同材料形态特征观测项目及测定方法
2.1.4 数据计算和统计处理
2.1.5 形态指标的分类功能系数
2.2 结果
2.2.1 不同披碱草的生长发育规律
2.2.2 不同披碱草的形态差异
2.2.3 不同披碱草的系统聚类
2.2.4 披碱草属内形态分化的主成分分析
2.2.5 披碱草属内的形态性状变异
2.2.6 分类功能系数的构建
2.2.7 功能系数分类效果比较
2.3 讨论
2.3.1 生长发育过程中的形态差异
2.3.2 系统的聚类
2.3.3 披碱草属植物不同居群利用主成分分析的意义
2.3.4 披碱草属不同居群间的形态变异和分化
2.3.5 披碱草形态特征的分类学意义
2.3.6 植物遗传变异研究中形态性状的统计学和数学基础
2.3.7 形态分类功能的利用
2.4 小结
2.4.1 生育期观察
2.4.2 不同披碱草的形态差异
2.4.3 不同披碱草的系统聚类
2.4.4 披碱草属内形态分化的主成分分析
2.4.5 披碱草属内的形态性状变异
2.4.6 功能系数分类效果比较
第三章 披碱草属植物等位酶分析
3.1 材料与方法
3.1.1 材料来源
3.1.2 酶系统和酶样品制备
3.1.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳
3.1.4 数据处理
3.2 结果
3.2.1 酶谱与位点多态性
3.2.2 等位基因频率
3.2.3 三种水平的遗传多样性
3.2.4 遗传变异结构分析
3.2.5 聚类和亲缘关系分析
3.3 讨论
3.3.1 披碱草属遗传变异结构
3.3.2 披碱草属植物遗传多样性
3.3.3 地理区域对遗传关系和亲缘关系的影响
3.4 小结
第四章 SSR标记遗传多样性分析
4.1 实验材料和方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 实验方法
4.1.3 数据统计和处理
4.2 结果
4.2.1 不同来源引物的扩增结果
4.2.2 多个位点的基因片段长度和多态性
4.2.3 披碱草属和种水平上的遗传多样性
4.2.4 聚类分析
4.3 讨论
4.3.1 SSR(simple sequence repeat)方法的可靠性
4.3.2 微卫星引物近缘种的通用性
4.3.3 SSR核心引物的筛选和种(品种)指纹
4.3.4 微卫星等位基因变异鉴别效率与多态性位点的关系
4.3.5 遗传多样性与SSR标记引物及环境之间的关系
4.3.6 遗传资源和地理环境
4.4 小结
第五章 披碱草属植物形态、等位酶和SSR标记综合分析
5.1 遗传多样性指数和标记方法
5.2 遗传多样性研究中三种标记方法的关系
5.3 遗传和地理环境之间的关系
5.4 短芒披碱草和无芒披碱草的交配系统与濒危的关系
第六章 结论
参考文献
附录
作者简历
致谢
发布时间: 2005-07-18
相关论文
- [1].老芒麦野生种质资源的遗传多样性及群体遗传结构研究[D]. 马啸.四川农业大学2008
- [2].青藏高原老芒麦种质资源遗传多样性及优异种质筛选[D]. 鄢家俊.四川农业大学2009
- [3].青藏高原野生垂穗披碱草种质的遗传多样性研究[D]. 陈智华.四川农业大学2009
- [4].蒙古栎天然群体遗传多样性研究[D]. 李文英.北京林业大学2003
- [5].内蒙古冰草种质资源遗传多样性研究[D]. 李景欣.内蒙古农业大学2005
- [6].板栗种质资源遗传多样性研究[D]. 周连第.中国农业大学2005
- [7].柠条锦鸡儿遗传多样性研究[D]. 王赞.中国农业大学2005
- [8].小麦族披碱草属（Elymus L.）的分子系统发育与进化研究[D]. 刘全兰.复旦大学2005
- [9].披碱草属遗传多样性、P基因组特异重复序列克隆和小麦EST-SSR标记开发[D]. 李斯深.中国农业科学院2005
- [10].鹅观草种质资源遗传多样性研究[D]. 肖海峻.中国农业科学院2007