中国苎麻属植物遗传多样性及其系统发育关系研究

论文摘要

本论文以nrDNA的ITS序列为研究对象,分析了野生苎麻属植物的系统发育关系;同时还利用ISSR（简单重复序列间区）分子标记技术,探讨苎麻栽培品种间的遗传多样性。通过苎麻属植物亲缘关系的研究和苎麻栽培品种遗传多样性的分析,对于指导苎麻种质资源的搜集、保存、遗传育种与种质创新等均有十分重要的理论意义和应用价值。实验主要结论如下:1.通过PCR扩增、测序、序列同源性比对及聚类分析,得到了苎麻14个种和8个变种植物以及1个外类群种的ITS序列。并进行了相应的系统发育分析。在苎麻14个种和8个变种植物以及1个外类群种的ITS序列中,ITS转录间隔区（包括ITS1和ITS2）内信息位点达28.9%。由此可见,整个苎麻属内,ITS区序列信息位点比较丰富。从分支支持率来看,属内各类群的划分均具有较高的支持率,这证明ITS区可以为解决苎麻属植物的系统发育问题提供较强的证据。2.利用MP法和NJ法构建的系统发育树表明:外类群冷水花属的植物首先与苎麻属植物分开。而苎麻属14个种和8个变种的植物共可被分为四大类。其中,大叶苎麻组和序叶苎麻组植物聚成一类;帚序苎麻组植物和越南苎麻形成了第二个分支;苎麻组植物形成第三大组;而腋球苎麻单独成为一个分支,并与苎麻组植物具有较近的亲缘关系。它们的分支支持率都达到了50%以上。3.苎麻ISSR分析的技术体系建立:25ul反应体系中,100ng模板DNA,0.4μmol/L的引物,1×PCR反应缓冲液,0.2mmol/LdNTP,1U的TaqDNA聚合酶,1.5mmol/LMgCl2。反应程序为:94℃预变性5min;94℃变性45s,56℃退火45s,72℃延伸1min,35个循环;最后72℃保持7min。15个ISSR引物共扩增出258条带,其中多态性带247条,多态性比率（PPB）为95.82%。平均每个引物扩增出17.2条带。研究说明苎麻栽培品种间遗传差异较大。4.依据ISSR标记谱带对供试苎麻栽培品种进行了UPGMA聚类分析,利用两条结合线可将56个苎麻品种划分成二个聚合等级。在遗传距离为0.635处的结合线可将56个苎麻品种分为5类。其中,湖南与湖北的51个苎麻品种聚为一类;贵州的2个苎麻品种聚为另一类;来自江西的2个苎麻品种和来自四川的1个品种各自成为一类。从分类结果可以看出,基本上相邻或相近地区品种的遗传距离较近,说明品种间的亲缘关系与地理位置密切相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1.苎麻属植物亲缘关系国内外研究现状
• 2.ITS序列在被子植物中系统发育学中的应用
• 2.1 18S-26SrDNA基因的基本结构
• 2.2 ITS序列在植物系统发育学中的应用
• 2.2.1 ITS序列在属及属下系统发育学中的应用
• 2.2.2 ITS序列在种及种下系统发育学中的应用
• 3.ISSR分子标记技术在植物遗传多样性中的应用
• 3.1 ISSR分子标记技术
• 3.2 ISSR分子标记技术的应用
• 3.2.1 检测遗传多样性
• 3.2.2 种质资源鉴定
• 3.2.3 遗传作图与基因定位
• 第一章 利用ITS序列分析苎麻属植物亲缘关系
• 1.材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 酶及化学试剂
• 1.3 野生苎麻总DNA的提取
• 1.4 ITS序列的PCR反应
• 1.5 PCR产物的回收
• 1.6 PCR产物与pMD18-T载体的连接
• 1.7 连接产物的转化
• 1.8 克隆产物的鉴定
• 1.8.1 菌落PCR
• 1.8.2 质粒提取检测
• 1.9 测序及数据处理
• 2.结果与分析
• 2.1 基因组DNA的提取及质量检测
• 2.2 ITS序列分析
• 2.3 系统发育分析
• 3.讨论
• 3.1 DNA的提取
• 3.2 ITS序列分析的可行性
• 3.3 苎麻属的系统发育关系
• 第二章 苎麻栽培品种的ISSR分析
• 1.材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 酶及化学试剂
• 1.3 苎麻栽培种基因DNA的提取
• 1.4 ISSR-PCR反应体系的构建
• 1.5 引物的筛选及产物的鉴定
• 1.6 数据统计分析
• 2.结果与分析
• 2.1 基因组DNA的提取及质量检测
• 2.2 ISSR-PCR反应体系的优化
• 2.3 ISSR引物筛选
• 2.4 ISSR多态性分析
• 2.5 聚类分析
• 2.6 苎麻栽培品种遗传多样性分析
• 3.讨论
• 3.1 ISSR分析的可信度
• 3.2 苎麻栽培品种的遗传多样性
• 3.3 苎麻栽培品种聚类分析
• 结论与展望
• 1 结论
• 2 展望
• 本文创新之处
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介