随州和安陆银杏古树种核变异的分子遗传基础

论文摘要

银杏（Ginkgo biloba L.）属银杏科银杏属,为现存种子植物中最古老的孑遗植物之一,有“活化石”之称。我国作为世界银杏的起源地,银杏古树资源十分丰富,湖北省的随州和安陆是主要分布地之一。本研究在前人研究随州和安陆银杏古树种核特征和种仁营养成分的基础上（付慧敏,2006）,进一步从分子水平对其变异状况进行研究。主要研究结果如下:（1）用9条ISSR引物对120个银杏单株种核胚乳的基因组DNA进行PCR扩增,共得到145条清晰的扩增谱带。其中,多态性谱带116条,多态位点百分率（PPB）为80.00%。在总体水平上,Nei’s基因多样性HE为0.269,Shannon’s多态性信息指数Ho为0.401,表明随州和安陆银杏种核在总体水平上具有较广泛的遗传变异。（2）用多态位点百分率（PPB）、观测等位基因数（Ao）、有效等位基因数（AE）、Nei’s基因多样性值（HE）以及Shannon’s多态性信息指数（Ho）来度量四种种核类型内的遗传变异,结果表明:不同种核类型遗传变异程度依次是梅核类＞马铃类＞圆子类＞佛指类。四种种核类型间的遗传分化值GST为0.228,φST=2.46%,说明银杏古树的遗传变异主要分布在类型内。（3）根据单株间的遗传相似系数（GS）,应用UPGMA法构建120个银杏单株的分子聚类图;根据种核的形态特征应用UPGMA法对120个银杏单株进行形态聚类。两种聚类方法的相关分析表明形态标记和ISSR标记所揭示的银杏古树的遗传关系未达显著水平。（4）从9条ISSR引物中,挑选出扩增谱带较多的6条引物,对10株银杏古树共100粒种子的胚乳DNA进行ISSR分析,揭示银杏在个体水平上的遗传变异丰富度。试验共扩增出97条ISSR谱带,单倍体水平和二倍体水平统计的多态性条带分别为90条和39条,多态性条带百分率分别为92.78%和40.21%。检测出的平均杂合位点有55个,平均杂合率为56.91%,杂合率最高达到68.04%,最低也有45.36%,显示出该地银杏杂合水平都比较高。10株银杏个体的平均变异为HE=0.203,Ho=0.300。四种种核类型间的遗传分化值为GST=0.137、φST=16.71%。（5）根据6条引物的扩增结果,对10个银杏单株分别从单倍体水平和二倍体水平进行分子聚类分析,得到相似但不完全相同的聚类图,基于单倍体水平的聚类比二倍体更为精确,所以得到的结果更为可靠。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 第一部分 文献综述
• 1 银杏的起源和演化
• 2 银杏遗传变异及影响因素
• 2.1 银杏遗传变异研究
• 2.1.1 银杏的形态变异
• 2.1.2 银杏内含物的变异研究
• 2.1.3 银杏的染色体数目和核型变异
• 2.1.4 银杏的分子遗传变异
• 2.2 影响银杏遗传变异的因素
• 2.2.1 遗传因素
• 2.2.2 环境因素
• 3 遗传变异研究的主要方法
• 3.1 形态学标记
• 3.2 细胞学标记
• 3.3 同工酶标记
• 3.4 分子标记
• 4 ISSR遗传标记的原理、特点及应用
• 4.1 ISSR技术的原理和特点
• 4.2 ISSR分子标记在银杏中的应用
• 4.2.1 群体遗传结构的分析
• 4.2.2 品种分类与鉴别
• 4.2.3 遗传多样性研究
• 5 核用银杏种质资源的遗传变异研究进展
• 6 本研究的目的与意义
• 第二部分 论文正文
• 第一章 随州和安陆银杏古树遗传变异的分子研究
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 仪器与试剂
• 1.2.1 仪器及生产厂家
• 1.2.2 试剂
• 1.3 试验方法
• 1.3.1 银杏胚乳基因组DNA提取
• 1.3.2 PCR扩增
• 1.3.3 数据处理与统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 核型分类结果
• 2.2 ISSR多态性分析
• 2.3 种核变异广泛性的ISSR分析
• 2.3.1 总体水平上的遗传变异
• 2.3.2 四种种核类型内的遗传变异
• 2.3.3 四种种核类型间遗传分化
• 2.4 基于ISSR的遗传相似系数与聚类分析
• 2.5 种核形态变异的遗传基础
• 2.5.1 形态测定结果
• 2.5.2 基于形态性状的聚类分析
• 2.5.3 形态标记和ISSR标记之间的相关分析
• 2.6 种核营养成分含量差异与ISSR多态性
• 2.6.1 营养成分测定结果
• 2.6.2 营养成分含量差异与ISSR多态性的探讨
• 3 结论与讨论
• 3.1 随州和安陆银杏古树种核变异的丰富性
• 3.2 形态标记与分子标记在遗传变异研究中的异同点
• 3.3 银杏种核不同层次遗传变异的比较分析
• 第二章 随州和安陆银杏优良单株的遗传杂合性分析
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 仪器与试剂
• 1.3 试验方法
• 1.3.1 银杏胚乳基因组DNA提取
• 1.3.2 PCR扩增
• 1.3.3 数据处理与统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 核型分类结果
• 2.2 ISSR多态性分析
• 2.3 单株的遗传杂合度
• 2.4 单株内的遗传变异
• 2.5 四种种核类型内的遗传变异
• 2.6 四种种核类型间的遗传分化
• 2.7 银杏单株聚类分析
• 2.7.1 基于单倍体的分子遗传聚类
• 2.7.2 基于二倍体的分子遗传聚类
• 2.7.3 综合分析
• 3 结论与讨论
• 3.1 银杏单株遗传变异的广泛性
• 3.1.1 银杏单株的遗传杂合度
• 3.1.2 银杏单株的遗传变异
• 3.1.3 银杏不同种核类型的遗传变异
• 3.2 银杏单株的分子聚类
• 3.3 本研究的特色与不足
• 3.4 进一步的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 附录