粤东地区橄榄种质资源遗传多样性ISSR分析及核心种质初步构建

论文摘要

中国是橄榄的原产地,有着2000多年的栽培历史。在长期的人工驯化、栽培生产过程中,产生了大量优良品种,但是由于不同地域间相互引种和杂交,并且缺乏系统的研究整理,导致许多品种之间的遗传背景、亲缘关系不甚清楚,这对于橄榄的生产管理及其育种十分不利,阻碍了橄榄产业的进一步发展,因此迫切需要开展相关研究。本研究利用ISSR分子标记技术对其遗传多样性水平以及亲缘关系进行了系统分析,同时对基于分子数据基础上的橄榄核心种质的构建进行了初步的探讨,并且对核心种质橄榄的ITS序列和叶片表面微形态进行了初步分析。这些工作为橄榄品种亲缘关系的鉴定、分类以及种质资源的保存、管理以及育种提供了依据。主要实验结果如下:1、采用正交试验设计,对影响PCR的5个主要因素(Mg2+浓度、dNTP、Taq DNA聚合酶、模板DNA浓度和引物浓度)在4个水平上进行优化筛选,建立了适合橄榄ISSR-PCR反应的最佳体系:即20μl体系中含有Mg2+ 3.0mmol/L、dNTP 0.225mmol/L、Taq DNA聚合酶1U、模板DNA 80ng和引物0.25μmol/L。2、利用筛选得到的8个ISSR引物对64份橄榄种质进行遗传多样性分析,共扩增得到128条谱带,其中多态性条带99条,多态性比率为77.34%。每个位点观察等位基因数为1.7734±0.4203、有效等位基因数1.4823±0.3888、基因多样性0.2746±0.1975、Shannon信息指数0.4072±0.2721。64份种质的遗传相似性系数范围是0.5714-0.9379,平均遗传相似性为0.7793。表明该地区橄榄种质总体遗传多样性水平较低。基于遗传相似性矩阵构建64份种质的亲缘关系聚类图,64份橄榄种质在相似系数0.768处被划分为5簇,而主坐标分析将其分为2大类群,两种分析的结果存在分歧。分子聚类分析结果与供试材料来源地无关。3、以ISSR数据聚类分析的结果为基础对64份橄榄进行分组,组内取样比例按组内个体数量的简单比例（P）、平方根比例（S）、对数比例（L）和多样性比例（G）确定和逐步压缩法;按照初始样本的10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%取样。采用多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon’s信息指数等参数各个取样结果进行检验。将初始种质和50个样品数不同的样本群的多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon’s信息指数分别作t检测,最终以G策略下的16个样本作为核心种质。结果表明,该核心种质保留了初始种质25%的样品,多态性位点和多态性位点百分率保留率分别为92.93%和98.31%,观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数、Shannon’s信息指数的保留率分别为99.26%、102.56%、107.39%、106.29%。这说明该种质库可以较好的代表原有种质库的遗传多样性。4、对橄榄核心种质的rDNA ITS序列分析比对以及橄榄叶片表面微形态特征分析,结果表明,16个橄榄品种rDNA ITS序列一致性到达99.9%;不同橄榄品种叶片表面的在微形态特征上存在一定差异,对橄榄种质资源的鉴定分析具有一定价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩写说明
• 目录
• 第1章 前言
• 1.1 橄榄种质资源及其研究现状
• 1.1.1 橄榄种质资源
• 1.1.2 橄榄种质资源研究现状
• 1.1.3 橄榄种质资源研究中存在的问题
• 1.1.4 橄榄的利用
• 1.2 遗传多样性研究进展
• 1.2.1 遗传多样性定义
• 1.2.2 遗传多样性研究方法概况
• 1.2.3 遗传多样性的评价指数
• 1.3 核心种质研究进展
• 1.3.1 核心种质的概念
• 1.3.2 核心种质的构建
• 1.3.3 核心种质的代表性检验
• 1.3.4 分子标记在核心种质构建中的应用
• 1.4 本研究的目的意义和技术路线
• 第2章 粤东地区橄榄种质资源遗传多样性的ISSR分析
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 材料来源
• 2.1.2 主要试剂和仪器
• 2.1.3 橄榄DNA提取
• 2.1.4 橄榄ISSR-PCR反应体系正交设计
• 2.1.5 橄榄的ISSR分析
• 2.1.6 橄榄的数据分析
• 2.2 结果和分析
• 2.2.1 橄榄基因组DNA提取
• 2.2.2 正交设计结果分析
• 2.2.3 ISSR分析
• 2.2.4 遗传相似性分析
• 2.2.5 聚类分析
• 2.2.6 主坐标分析
• 2.3 讨论
• 2.3.1 橄榄基因组DNA提取
• 2.3.2 橄榄ISSR-PCR的影响因素
• 2.3.3 ISSR揭示的多态性
• 2.3.4 粤东地区橄榄遗传多样性
• 2.3.5 聚类分析和主坐标
• 第3章 利用分子标记初步筛选粤东地区橄榄核心种质
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 分子标记方法
• 3.1.3 橄榄核心种质构建方法
• 3.1.4 橄榄核心种质的检验
• 3.2 结果分析
• 3.2.1 各样品群遗传多样性比较
• 3.2.2 初始种质与核心种质的比较
• 3.2.3 核心种质与保留种质的比较
• 3.3 讨论
• 3.3.1 核心种质有效性
• 3.3.2 核心种质的取样比例和取样策略
• 第4章 核心种质橄榄的rDNA ITS区全序列分析
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 材料来源
• 4.1.2 主要试剂和仪器
• 4.1.3 橄榄DNA提取
• 4.1.4 rDNA ITS区全序列扩增与测序
• 4.1.5 序列分析
• 4.2 结果和分析
• 4.2.1 不同橄榄品种rDNA ITS区全序列片段的分析
• 4.2.2 基于rDNA ITS区全序列的聚类分析
• 4.3 讨论
• 第5章 核心种质橄榄叶片微形态分析
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 材料来源
• 5.1.2 橄榄叶片表面微形态的观察
• 5.2 结果和分析
• 5.3 讨论
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录Ⅰ
• 图版Ⅰ
• 图版Ⅱ