杨属AFLP遗传多样性研究和杨树品种分子指纹图谱构建

论文摘要

本研究从我国北京、山东、内蒙古、新疆、河南和黑龙江省等地收集了杨属的黑杨派、白杨派、青杨派、大叶杨派和胡杨派五大派的18个种共44份材料，其中黑杨派28份、青杨派和白杨派各5份、胡杨派和大叶杨派各1份、派间杂种4份，利用AFLP分析方法，开展了以下几个部分的研究内容并取得了初步结果： 1．首次将AFLP分析用于杨属五大派遗传分化研究本研究建立了杨属五大派AFLP标记分析系统，首次对包含黑杨派、青杨派、白杨派、胡杨派和大叶杨派等五大派18个种的全部44份杨树材料进行分析，杨属44份材料的AFLP分析结果与其形态学数据、地理分布及来源基本一致。聚类分析结果表明，44份杨树材料可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个组，Ⅰ组只包括大叶杨派的大叶杨，Ⅱ组只有胡杨派的胡杨，Ⅲ组为同属于白杨派的银白杨、山杨、新疆杨、毛白杨、河北杨等5份材料，Ⅳ组包括黑杨派、青杨派及派内、派间杂种等37份材料。结果表明，白杨派、胡杨派、大叶杨派被聚类在不同组，说明它们的亲缘关系较远，这符合传统的表型形态的分类结果，而青杨派、黑杨派和黑杨派内的杂交种以及派间杂种聚在了一组，说明青杨派和黑杨派的亲缘关系较近。在相似系数为“0.85”的水平上，Ⅳ组又分为A、B、C、D等4个小组，黑杨派美洲黑杨4个无性系与欧洲黑杨4个无性系分别聚在了D小组和B小组，欧美杨20个无性系被聚在了A小组和C小组内，其中C小组由107杨、108杨等10个欧美杨无性系组成，而Ⅰ-214杨和沙兰杨等10个欧美杨无性系聚在了A组，A小组由19份材料组成，其中有青杨派5个种、欧美杨10个无性系、黑杨派与青杨派派间杂种3个、黑杨派与白杨派派间杂种1个。青杨派滇杨在相似系数为0.856时与大青杨、青杨、甜杨、小叶杨等其它4个种分开，白杨派新疆杨在相似系数为0.848时与银白杨、山杨、毛白杨、河北杨等其它4个种分开。 2 首次在杨树上将AFLP标记成功地转换为SCAR标记利用AFLP标记M-CTC／E-AG374特异条带，根据欧美杨108杨特异片段的碱基序列，设计了一对特异性引物，对杨属44份材料重新进行PCR扩增，获得了大小正确的特异性片段。结果表明，将杨属AFLP标记成功地转换为SCAR标记，可用于108杨品种鉴定和以其作亲本的常规杂交育种工作。

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摘要

ABSTRACT

ABBREVIATIONS

1 引言

1.1 杨属传统分类和遗传分化

1.1.1 杨属传统分类各派地理分布

1.1.2 杨属遗传多样性和传统遗传分化

1.2 分子标记技术的发展概况

1.2.1 分子标记的种类和方法

1.2.2 分子标记的比较

1.3 分子标记在杨树遗传育种中的应用研究

1.3.1 遗传图谱的构建和数量性状位点定位（QTL）研究

1.3.2 分子标记辅助选择育种（MAS）

1.3.3 群体遗传学研究

1.3.4 系统发育研究

1.3.5 种间亲缘关系及分类研究

1.3.6 无性系指纹图谱的绘制

1.4 本研究的目的和意义

1.5 研究内容和技术路线

1.5.1 研究内容

1.5.2 技术路线

2 杨属五大派的AFLP分析

2.1 前言

2.2 材料和方法

2.2.1 材料

2.2.2 实验设备及试剂

2.2.3 DNA的提取、纯化和定量

2.2.4 AFLP分析

2.2.5 数据处理和统计分析

2.3 结果与分析

2.3.1 杨树基因组 DNA模板的制备

2.3.2 AFLP分析体系的建立

2.3.3 遗传相似系数

2.3.4 聚类分析

2.3.5 指纹图谱

2.4 讨论与小结

2.4.1 将 AFLP分析首次用于杨属五大派遗传分化研究

2.4.2 黑杨派、青杨派、白杨派间的遗传分化

2.4.3 派内种间和种内无性系间的遗传分化

3 AFLP标记向SCAR标记的转换

3.1 前言

3.2 材料和方法

3.2.1 材料

3.2.2 AFLP标记片段的回收与克隆

3.2.3 AFLP标记向SCAR标记的转换

3.3 结果与分析

3.3.1 AFLP标记片段的克隆

3.3.2 SCAR引物的设计及 PCR特异扩增

3.4 讨论与小结

4 品种指纹图谱的构建和 DNA分子鉴定

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 材料

4.2.2 主要试剂

4.2.3 苗期表型形态的调查

4.2.4 AFLP分析和数据的转化

4.2.5 行业标准的制订

4.3 结果与分析

4.3.1 品种苗期表型形态的鉴别

4.3.2 指纹图谱的构建

4.3.3 特征带与品种分子鉴定

4.3.4 行业标准的起草

4.4 讨论与小结

5 结论

5.1 首次将 AFLP分析用于杨属五大派遗传分化研究

5.1.1 黑杨派、青杨派、白杨派间的遗传分化

5.1.2 派内种间和种内无性系间的遗传分化

5.2 首次在杨树上将 AFLP标记成功地转换为 SCAR标记

5.3 首次开展我国杨树品种分子指纹图谱鉴定研究

5.4 首次在林业上制订品种分子指纹图谱鉴定的行业标准

参考文献

附录一杨树品种表型形态图片

附录二行业标准《杨树叶片品种鉴定实验方法 DNA扩增片段长度多态性法》

致谢

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