论文题目: 中国糯玉米的分子系统学研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 作物遗传育种
作者: 田孟良
导师: 黄玉碧
关键词: 糯玉米,分子系统学,起源,进化,基因第内含子,溯祖模拟,地理系统发育
文献来源: 四川农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 糯玉米其糯质受隐性突变基因wx控制,wx基因位于第9染色体9.03位置(Maize DB,2002)。糯玉米具有许多优良特性,品质极佳,具有很高的经济价值,是食品、纺织、造纸、酿造、饲料等行业的重要原料。 国内外学者以前一直认为糯玉米为硬粒玉米传入我国后经单基因突变而来;但曾孟潜(1981)研究表明,中国糯玉米具有许多原始性状,并且具有特有的过氧化物同工酶第五带,认为糯玉米系我国原生,其起源可能与Coix属有关;李懋学等(1990)对栽培玉米各类型及大刍草进行了核型分析,结果表明糯玉米核型较为对称更接近于爆裂玉米,而后者是公认的较为原始的玉米类型;黄玉碧等(1997,1998,2002),刘永建等(2005)根据RAPD标记、SSR标记研究结果提出,糯玉米基因组与普通玉米基因存在较大差异,不大可能由普通玉米单基因突变而来,其起源进化问题值得研究。由此可见,糯玉米的起源地点、起源方式至今尚无定论。进一步理清玉米族系统进化关系,进行玉蜀黍属(Zea L.)系统发育重建,澄清糯玉米起源与进化问题,具有重要的理论意义。 本研究以西南地区糯玉米、普通玉米地方种质、栽培玉米各种类型材料及部分玉米野生近缘材料为研究对象,对来自线粒体基因组的nad1基因第2内含子、叶绿体基因组的rpL16内含子、核基因组的glb1基因部分序列、waxy基因部分序列以及核rDNA的ITS区等5个分子标记进行序列测定,并根据所测序列BLAST结果从Genbank中下载了部分同源序列,对玉蜀黍属系统发育关系进行了重建。重点讨论了糯玉米在玉蜀黍属的系统学位置及其与小颖玉米、美洲栽培玉米、中国普通玉米的系统发育关系。利用群体遗传学方法,以近年来发展起来的溯祖模型为理论基础,模拟了糯玉米的群体进化历史,探讨了在糯玉米物种形成、群体进化过程中选择、漂变、生态等因素所起的作用,分析了糯玉米的驯化瓶颈及其对现代玉米育种的意义;采用地理系统发育研究方法,研究了糯玉米的地理起源问题。取得了以下主要研究结果: 1、测定了云南、广西糯玉米材料3份,美洲糯玉米2份及有稃种、甜质型、马齿型、粉质等玉米类型各1份,共9份材料的ITS序列,并比对下载了多年生玉米、二倍体多年生玉米、小颖玉米、墨西哥玉米、美洲栽培玉米等共26个同源性较高的ITS序列,序列分析表明ITS区糯玉米核苷酸多态性远远大于玉蜀黍属内其它种或亚种,发现了两个玉米假基因序列(分别为云南糯玉米四路糯和墨西哥玉米M075);最大简约树表明糯玉米及其中国栽培玉米(其中包括美洲糯玉米923A)形成一个单系分支,而目前公认的栽培玉米祖先小颖玉米、可能祖先薏苡、可能祖先摩擦禾都在
论文目录:
摘要
前言
第一章 文献综述
1 玉蜀黍属分类学
1.1 玉蜀黍族分类
1.2 玉蜀黍属分类
1.3 栽培玉米的分类及起源研究
2 糯玉米研究现状
2.1 糯玉米的分布与利用
2.2 糯玉米地方品种资源分布及其特点
2.3 西南糯玉米种质资源的遗传多样性
2.4 糯玉米的起源与进化
3 分子系统学研究进展
3.1 分子进化、分子钟与中性进化学说
3.2 遗传多样性与系统发生推断
3.3 分子系统学研究方法
3.4 DNA序列测定
4 溯祖理论与群体遗传学研究
5 分子系统发育地理学方法在农作物起源进化研究中的应用
第二章 分子标记的选择及实验体系的建立与优化
1 实验材料
2 实验方法
2.1 引物设计或选择
2.2 DNA提取
2.3 PCR体系
2.4 测序方法
2.5 片段序列比对
3 结果与分析
3.1 各引物对最适PCR条件
3.2 各引物PCR产物大小及退火温度
3.3 PCR产物测序结果及比较
4 讨论
4.1 DAN提取、PCR扩增及产物纯化
4.2 PCR产物测序策略
4.3 ITS区的PCR扩增及测序
4.4 实验样本大小
第三章 叶绿体rpL16内含子序列分析探讨糯玉米的系统位置
1 材料与方法
1.1 材料
1.2 DNA提取、PCR扩增与DNA测序
1.3 序列分析及系统树构建
2 结果与分析
2.1 序列分析
2.2 序列比对结果
2.3 系统树构建
3 讨论
3.1 糯玉米的系统学位置
3.2 rpL16内含子在禾本科系统学研究中应用价值
第四章 线粒体nad1基因第2内含子序列分析
1 材料与方法
1.1 材料
1.2 PCR扩增与DNA测序
1.3 序列分析及系统树构建
2 结果与分析
2.1 序列分析
2.2 序列比对结果
2.3 系统树构建
3 讨论
3.1 糯玉米的系统学位置
3.2 线粒体基因内含子变异模式
3.3 线粒体nad1基因第2内含子在禾本科系统学研究中的应用价值
第五章 nrDNA的ITS序列分析
1 材料和方法
1.1 材料
1.2 PCR扩增与DNA测序
1.3 序列分析及系统树重建
1.4 核苷酸多态性计算及模拟检验
2 结果与分析
2.1 序列分析
2.2 序列多态性估计及模拟检验
2.3 系统树重建
3 讨论
3.1 ITS区核苷酸多态性与系统树构建
3.2 玉米属的系统学关系
3.3 糯玉米的系统学位置
第六章 glb1基因序列分析
1 材料与方法
1.1 材料
1.2 方法
2 结果与分析
2.1 glb1序列变异
2.2 玉米各类群间的遗传差异及其检验
2.3 各物种间的系统学关系
2.4 溯祖模拟
3 讨论
3.1 糯玉米的系统学位置
3.2 糯玉米的驯化及其瓶颈
第七章 waxy基因部分序列分析
1 材料与方法
1.1 材料
1.2 扩增及测序方法
1.3 数据统计
2 结果与分析
2.1 waxy序列变异
2.2 waxy序列在各种群间的核苷酸多态性
2.3 不同地理来源的群体间的遗传分化
2.4 平衡检验
2.5 各物种间的系统学关系
3 讨论
3.1 糯玉米的系统学位置
3.2 选择在玉米waxy位点的作用
3.3 生态环境对种群分化的作用
第八章 糯玉米的地理起源与种群进化
1 材料与方法
1.1 样本抽取及分类
1.2 DNA扩增及序列测定
1.3 遗传多样性分析
2 结果与分析
2.1 核苷酸变异
2.2 中国糯玉米种群进化及其在waxy位点的选择
2.3 waxy基因单倍型模式
2.4 waxy基因的地理系统发育分析
2.5 中国糯玉米地理起源的统计检验
3 讨论
3.1 中国糯玉米的地理起源
3.2 中国糯玉米系统位置与地理起源的关系
3.3 糯质表现型的遗传学思考
结语
致谢
参考文献
附图
发布时间: 2005-10-27
参考文献
- [1].糯玉米氮磷钾养分吸收利用效率的基因型差异[D]. 卢艳丽.扬州大学2006
- [2].中国鲜食甜、糯玉米品种试验产量与品质评价体系的建设[D]. 刘萍.扬州大学2007
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- [4].中国糯玉米多样性中心及胚乳突变型基因内分子标记策略研究[D]. 刘坚.四川农业大学2007
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