云南牵牛花地理群多样性演化、遗传基础和重瓣基因标记的研究

论文摘要

选取了40个形态学性状,对7个地理群的牵牛花进行观察测定,40个性状的统计结果反映了7地理群间都存在着不同程度的差异。用UPGMA聚合法对统计数据进行聚类分析,结果显示7个地理群可分成2组。第一组包括地理群Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,它们在形态上比较相似,花序梗长较短,各个部位的叶柄较短,叶子较小,花寇也较小。第二组含有地理群Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ,与第一组相比,此组的花序梗长较长,各个部位的叶柄较长。这一组的3个地理群生长于阳光充沛,肥沃的壤土中,与第一组相比,叶子较大,花寇也较大。从总的来看这一聚类结果与牵牛花种群所在的生态因子有一定的相关性。在RAPD分析中,用PPB、Nei指数和Shannon指数三个指标对牵牛花7个地理群的遗传多样性进行了研究。Nei指数估算的遗传多样性比由Shannon指数估计的为低,但二者揭示的地区内的遗传多样性变化趋势是一致的。各个群体的基因多样性大小顺序排列为:地理群Ⅴ>地理群Ⅱ>地理群Ⅳ>地理群Ⅵ>地理群Ⅲ>地理群Ⅶ>地理群Ⅰ。这一结果与PPB揭示的多样性变化趋势是一致的。AMOVA分析表明,有28.55%的变异发生于地理群间,而各地理群内则包含了71.45%的遗传变异,说明牵牛花地理群间存在着显著的遗传分化（P<0.001）。地理群间的均方远大于地理群内的,说明了地理群间的分化是显著的。牵牛花地理群间基因流的期望值为1.3763,大于1,该结果表明,虽然地理群间的分化是显著的,但牵牛花还具有通过群体间的基因交流来防止遗传漂变造成的群体分化的能力。研究结果还表明,牵牛花受环境和人为选择的影响,在演化的过程中,有遗传离散度变低而遗传分化系数变大的趋势。相似系数平均值大小与海拨高度呈某种程度的正相关,海拨越高受环境的选择压力越大,遗传基础则越狭小。UPGMA聚类图、遗传进化树、PCA三维排序图和PCA散点图等均显示了7个地理群间的关系,地理群Ⅳ与地理群Ⅴ遗传距离最小,首先聚为一类,地理群Ⅲ、地理群Ⅰ也接着与它们聚在一起;地理群Ⅵ、地理群Ⅶ与地理群聚为另一类,最后以较大的距离与它们聚在一起。从群体间遗传距离和聚类图来看,7个地理群的遗传距离并不与地理距离相一致,因为地理群Ⅰ与地理群Ⅱ之间相距最近,但它们之间的遗传距离最大。这样的结果表明牵牛花的遗传变异与地理因素没有多大关系。为了给牵牛花新品种选育提供参考依据,以1号、2号和3号为母本,以4号为父本,分别进行杂交得F1代,自交后获得F2代,按照数量遗传学理论对各亲本及其F2代分离群体的第一开花节位、花柄长、花序数（1-10节）、种子数、节间长、花直径与分枝数（10节以下）7个性状的遗传效应及各性状间的相关性进行了分析。结果表明,第一开花节位与分枝数、节间长和花直径呈不显著极负相关,与花序数呈正相关,但不显著,而与花柄长和种子数呈极显著正相关。分枝数与花序数呈显著正相关,

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 前言
• 1.1 牵牛花开发利用现状
• 1.1.1 牵牛花简介
• 1.1.2 牵牛花的开发利用与研究
• 1.2 植物资源研究所用的遗传标记
• 1.2.1 形态标记
• 1.2.2 细胞学标记
• 1.2.3 生化标记
• 1.2.4 DNA 分子标记
• 1.2.5 RAPD 分子标记及其应用
• 1.3 本研究的目的意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 仪器设备及用品
• 2.1.3 药品试剂
• 2.2 方法
• 2.2.1 表型性状的选取
• 2.2.2 表型性状的编码及数据处理
• 2.2.3 DNA 提取
• 2.2.4 DNA的检测
• 2.2.5 RAPD实验方法
• 2.2.6 RAPD带谱的统计
• 2.2.7 叶片形态特征的测量
• 2.2.8 花粉形态观察的实验方法
• 2.2.9 广义遗传力的估算方法
• 2.2.10 构建基因池
• 2.2.11 转化为SCAR 的实验方法
• 2.2.12 SCAR标记的PCR检测
• 2.2.13 连锁分析
• 2.2.14 Southern bolt 分析
• 3 结果与分析
• 3.1 牵牛花野生地理群的表型性状多样性
• 3.1.1 各表型性状的统计结果
• 3.1.2 聚类结果分析
• 3.2 牵牛花野生地理群的遗传多样性分析
• 3.2.1 DNA 提取的效果
• 3.2.2 RAPD 带的多态性
• 3.2.3 遗传多样性
• 3.2.4 遗传分化
• 3.2.5 种群间聚类分析
• 2群体的遗传分析'>3.3 牵牛花杂交F₂群体的遗传分析
• 2群体的叶片多样性'>3.3.1 牵牛花杂交F₂群体的叶片多样性
• 2群体的花粉多样性'>3.3.2 牵牛花杂交F₂群体的花粉多样性
• 2群体的其它部分性状的遗传分析'>3.3.3 牵牛花杂交F₂群体的其它部分性状的遗传分析
• 2群体的RAPD分析'>3.3.4 杂种F₂群体的RAPD分析
• 3.4 牵牛花重瓣性状的分子标记
• 3.4.1 对牵牛花重瓣性状的遗传分析
• 3.4.2 重瓣基因紧密连标记的筛选
• 3.4.3 特异PCR 片段纯化电泳检测
• 3.4.4 重组子外源片段的验证与测序
• 3.4.5 SCAR 标记及连锁分析
• 3.4.6 Southern 杂交分析
• 3.4.7 用SCAR 进行苗期选择
• 4. 讨论
• 4.1 形态性状的选取及编码
• 4.2 牵牛花的遗传多样性
• 4.3 形态性状数量分类与RAPD 分析结果的差异
• 4.4 群体遗传结构及其影响因素
• 4.4.1 选择
• 4.4.2 交配系统
• 4.5 遗传力大小与遗传背景的选择
• 4.5.1 关于遗传力大小与选择
• 4.5.2 关于遗传背景选择
• 4.6 分子标记辅助育种
• 5. 结论
• 5.1 对 7 个牵牛花地理群进行了数量分类研究
• 5.2 对牵牛花的遗传多样性及遗传结构进行了 RAPD 分析
• 5.3 对牵牛花三个杂交组合的 F2群体进行了遗传分析
• 5.4 获得与牵牛花重瓣性状紧密连锁的分子标记
• 参考文献
• 缩略词
• 附录1
• 附录2
• 致谢