福建省野生坛紫菜的遗传分析

论文摘要

本文以采自福建省不同海区的8个具有代表性的野生坛紫菜种群的藻体为材料,对其生长特性、品质性状等进行比较分析,进而利用SRAP分子标记技术对这8个种群进行遗传多样性分析,探讨野生坛紫菜种群间的遗传变异关系,以期从总体上摸清野生坛紫菜种质资源的遗传背景,为从野生种群选育坛紫菜良种奠定基础。结果如下:在8个种群中,来自WP3和WP6种群的藻体叶片都是线形披针型,藻体色泽鲜艳、生长速度较快,最快时平均日增长5～6cm,而且平均日增重率及藻体厚度也具有较高优势。而种群WP2、WP4和WP5的藻体色泽较暗,生长速度最慢,平均日增长最快也不超过3cm。来源于WP1和WP4种群的藻体不易成熟,在实验室内充气培养15天后,成熟率分别只有37%和35.5%。而来源于WP2种群的藻体在实验室内培养5d后,就有46.5%的藻体成熟。8个种群藻体的色素蛋白、叶绿素、粗蛋白及氨基酸含量均差异显著。其中来源于WP3种群的藻体在粗蛋白、总藻胆蛋白及叶绿素含量上均具有较高优势,而WP6的藻体尽管粗蛋白含量最低,但总藻胆蛋白及叶绿素含量却最高。对于藻体中的氨基酸含量,各种群藻体间也存在较大差异,WP2和WP3藻体的总氨基酸的含量最高,WP5的最低;WP2和WP7藻体的游离氨基酸种类最多,WP5的种类最少。WP1的苏氨酸、丝氨酸和异亮氨酸含量最高,WP2的谷氨酸含量最高;WP3的天冬氨酸、亮氨酸含量最高;WP4的甘氨酸、丙胺酸含量最高;WP8的赖氨酸含量最高。8个种群的藻体都不含脯氨酸;只有WP7含有半胱氨酸,WP5、WP6含有蛋氨酸;而WP3、WP5中不含精氨酸。应用SRAP标记技术对8个野生种群的80个个体进行了遗传分析,从50个引物组合中筛选出34对可扩增出清晰、重复性好、多态性高的条带。34对引物组合共扩增出1507条带,其中多态性条带1480条,占总数的98.21%。每个引物扩增的位点数为42-48个,平均44.3个,扩增的条带大小在120-1900bp之间。通过对扩增条带的统计分析,发现三个大种群（东山、平潭、南日）的遗传相似性系数为0.8872-0.8993,平均为0.8931。而东山地区、平潭地区和南日地区各个小种群之间的平均遗传相似性系数分别为0.9489,0.9100和0.9293,均要高于三个地区大种群间的平均遗传相似性系数,尤以东山地区小种群间的平均遗传相似性系数为最高。三个种群内的有效等位基因数、期望杂合度及Shannon多样性指数间差异均为不显著（P>0.05）,总群体物种水平上每位点的有效等位基因数为1.6862,种群水平上分别为1.7130,1.7095和1.6018;期望杂合度在总群体物种水平上为0.3876,在种群水平上分别为0.4014,0.3992和0.3446;Shannon多样性指数在总群体物种水平上为0.5671,在种群水平上分别为0.5850,0.5815和0.5089,表明坛紫菜种群内存在着较高的遗传多样性水平,且在三个种群间没有明显差异。依据Gst值,坛紫菜种群间的遗传变异较小,种群间的遗传变异只占遗传总变异的12.16%,而87.84%的遗传变异都分布在种群内的个体间,由此说明坛紫菜种群间的遗传分化水平很低,这与坛紫菜种群间充分的基因交流是相关的。东山、平潭、南日三个地区群体间的基因流值（Nm）为3.6124,而三个地区群体内各种群间的基因流值分别为8.7790、4.6987、6.6694,表明坛紫菜各个地区内小种群间的基因交流非常频繁,尽管随着地理距离增大,各地区种群间的基因流值有所减小,但仍然存在着较高的基因交流,这与坛紫菜的生活史特点是相关的。基于Nei’s的遗传距离进行的UPGMA聚类分析结果显示,坛紫菜总群体80个个体间,除少数个体外,大部分个体都按照其地理来源进行聚类。而在分别对各个地区的小种群内个体间的聚类分析结果却表明大部分个体都不按照其地理来源进行聚类,而是随机聚类的,而且随基因流值（Nm）的增大,个体间聚类的随机性就越高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 坛紫菜经济性状的研究
• 1.2.2 坛紫菜品质分析的研究
• 1.3 分子标记技术概述
• 1.3.1 几种常用的分子标记技术
• 1.3.1.1 RFLP分子标记技术
• 1.3.1.2 SSR分子标记技术
• 1.3.1.3 AFLP分子标记技术
• 1.3.1.4 ISSR 分子标记技术
• 1.3.1.5 RAPD 分子标记技术
• 1.3.2 分子标记技术在植物研究方面的应用
• 1.3.2.1 用于构建高密度的遗传连锁图谱
• 1.3.2.2 在基因定位方面的研究
• 1.3.2.3 在种质资源鉴定方面的应用
• 1.3.2.4 在分子标记辅助育种中的应用
• 1.4 SRAP 分子标记技术简介
• 1.4.1 SRAP 标记技术的原理
• 1.4.2 PCR 扩增
• 1.4.3 扩增产物的检测
• 1.4.4 SRAP 标记的应用
• 1.4.4.1 在遗传多样性研究的应用
• 1.4.4.2 在基因定位研究中的应用
• 1.4.4.3 在杂种优势预测研究中的应用
• 1.4.4.4 在比较基因组学研究中的应用
• 1.4.4.5 在图谱构建研究中的应用
• 1.4.4.6 在系统分类中的应用
• 1.4.4.7 在种质鉴定中的应用
• 1.4.4.8 在分子标记辅助育种中的应用
• 1.5 分子标记技术在大型海藻研究中的应用
• 1.5.1 分子标记技术在紫菜分子遗传学中的应用
• 1.5.2 分子标记技术在其它大型海藻中的应用
• 1.6 研究的目的及意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验仪器
• 2.2 实验材料
• 2.3 实验药品及试剂
• 2.3.1 常用药品
• 2.3.2 常用溶液及银染试剂
• 2.3.3 引物
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 野生坛紫菜叶状体形态观察及生长特性的比较
• 2.4.1.1 形态观察
• 2.4.1.2 生长的测定
• 2.4.1.3 叶状体厚度的测定
• 2.4.2 野生坛紫菜粗蛋白质、色素蛋白及氨基酸的测定
• 2.4.2.1 粗蛋白质的测定
• 2.4.2.2 叶绿素的测定
• 2.4.2.3 总藻胆蛋白的测定
• 2.4.2.4 氨基酸的测定
• 2.4.2.4.1 总氨基酸的测定
• 2.4.2.4.2 游离氨基酸的测定
• 2.4.3 基于生长特性及品质的聚类分析
• 2.4.4 野生坛紫菜的 SRAP 分析
• 2.4.4.1 基因组DNA 的提取
• 2.4.4.2 SRAP-PCR 反应因素水平的确定与正交设计
• 2.4.4.3 野生坛紫菜基因组 DNA 的 SRAP 标记分析
• 2.4.4.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳
• 2.4.4.5 银染检测
• 2.4.4.6 数据分析
• 第三章 结果与分析
• 3.1 野生坛紫菜叶状体形态及生长特性的比较
• 3.1.1 不同生境下野生坛紫菜叶状体的形态特征
• 3.1.2 野生坛紫菜叶状体长度生长情况
• 3.1.3 野生坛紫菜叶状体重量增重情况
• 3.1.4 不同生境下野生坛紫菜叶状体藻体的厚度
• 3.1.5 野生坛紫菜叶状体成熟情况分析
• 3.2 野生坛紫菜品质性状的比较
• 3.2.1 不同生境野生坛紫菜蛋白质及叶绿素含量的比较
• 3.2.2 不同生境下的野生坛紫菜氨基酸含量的比较
• 3.3 不同种群基于生长特性和品质的聚类分析
• 3.4 野生坛紫菜的 SRAP 分析
• 3.4.1 基因组DNA 提取结果
• 3.4.2 SRAP-PCR 正交实验结果及分析
• 3.4.2.1 电泳结果评分
• 3.4.2.2 各因素对 PCR 反应影响的差异分析
• 3.4.2.3 因素内多水平比较分析
• 3.4.2.3.1 引物浓度对 PCR 结果的影响
• 3.4.2.3.2 Taq 酶浓度对 PCR 结果的影响
• 2+浓度对 PCR 结果的影响'>3.4.2.3.3 Mg²⁺浓度对 PCR 结果的影响
• 3.4.2.3.4 模板 DNA 浓度、dNTP 浓度对 PCR 结果的影响
• 3.4.2.4 坛紫菜 SRAP 标记分析的最佳反应体系
• 3.4.3 SRAP 引物的筛选
• 3.4.4 基因组 DNA 的 SRAP-PCR 扩增
• 3.4.4.1 SRAP-PCR 扩增结果
• 3.4.4.2 不同野生坛紫菜种群间的遗传多样性分析
• 3.4.4.3 野生坛紫菜种群的遗传结构
• 3.4.4.4 聚类分析结果
• 第四章 讨论
• 4.1 野生坛紫菜形态特征与生长性状的分析
• 4.2 野生坛紫菜的品质分析
• 4.3 坛紫菜 SRAP 标记反应体系的构建
• 4.4 福建省野生坛紫菜种群的遗传多样性
• 4.5 福建省野生坛紫菜种群的遗传结构
• 4.6 野生坛紫菜种质资源的开发、利用与保护
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文