运用分子标记对水稻遗传多样性的研究

论文摘要

栽培稻(Oryza sativa L.)是全世界最重要的粮食作物之一，发展杂交水稻是保证我国粮食安全的必由之路。三系法和两系法育种已取得了令人瞩目的成就，为我国粮食生产做出了巨大贡献。但随着人口不断增加，耕地不断减少，提高粮食单产的压力越来越大，进一步发挥水稻杂种优势的增产潜力，必将成为提高粮食单产的重要技术途径。然而，由于杂交水稻骨干亲本的遗传多样性不高，导致近年来水稻大面积生产中的增产幅度不大。因此，创新水稻种质、丰富杂交水稻亲本的遗传多样性已成为杂交水稻研究的主攻方向。采用现代分子生物学技术，对不同类型水稻的细胞核DNA和细胞质DNA的遗传差异进行比较分析，并建立能阐明其遗传背景的分子标记体系，对于发掘不同种质资源中的有利基因、培育遗传多样性丰富的杂交水稻亲本、确保杂交水稻持续高产无疑具有重要促进作用。 本文应用ISSR和SSR等长度多态性标记和序列多态性标记分析了普通野生稻和栽培稻细胞核、叶绿体和线粒体DNA的遗传多态性，进而探讨了水稻种质资源的遗传多样性，主要结果如下： 1、水稻核遗传多样性研究 16个ISSR引物(从43条筛选出)17个不同水稻材料扩增出多态性带176条，平均每个引物出带11条，其中具多态性的条带140条，比例为79.54％。发现有5条带为粳型核DNA特异带，7条带为籼型核DNA特异带，这些特异带被本文确定为区分籼亚种和粳亚种核DNA的分子标记。39对SSR引物(从65对筛选出)共检测到50个基因座的171等位基因，平均每个基因座有等位基因3.4个。新发现7个SSR标记可进行籼粳分型。 海南普通野生稻和茶陵普通野生稻之间具有ISSR差异带47条，共在22个SSR基因座上有52个等位基因的差异，表明我国普通野生稻分化比较大，遗传多态性高。普通野生稻野独有而栽培稻没有的ISSR带有15条，野生稻比栽培稻多4个SSR基因座，两个野生稻共有22个等位基因与栽培稻不同，表明野生

论文目录

• 独创性声明
• 关于论文使用授权的说明
• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1 运用分子标记对水稻细胞核遗传多样性研究的进展
• 1.1 SSR标记及其在水稻研究中的应用
• 1.2 ISSR标记及其在水稻研究中的应用
• 2 水稻细胞质遗传多样性研究进展
• 2.1 叶绿体DNA多态性研究进展
• 2.2 线粒体DNA多态性研究进展
• 2.3 核质互作研究进展
• 3 本研究的背景、目的和意义
• 第二章 用ISSR和SSR标记分析水稻核DNA遗传多样性
• 1 材料和方法
• 1.1 主要试剂
• 1.2 主要仪器
• 1.3 水稻材料
• 1.4 总DNA提取
• 1.5 SSR引物与PCR扩增
• 1.6 ISSR引物和PCR扩增
• 1.7 电泳检测
• 1.8 遗传距离计算和系统树绘制
• 2 结果与分析
• 2.1 SSR聚丙烯酰胺凝胶电泳与琼脂糖凝胶电泳的电泳效果比较
• 2.2 SSR引物扩增结果分析
• 2.3 ISSR引物扩增结果分析
• 2.4 遗传距离分析
• 2.5 系统树分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 第三章 水稻细胞质DNA遗传多样性研究
• 1 材料和方法
• 1.1 水稻材料
• 1.2 cpDNA提取
• 1.3 mtDNA的提取
• 1.4 细胞质DNA分离效果的检测
• 1.5 引物设计
• 1.6 PCR扩增和电泳检测
• 1.7 DNA测序
• 1.8 序列分析与系统树构建
• 2 结果与分析
• 2.1 水稻cpDNA遗传多态性分析
• 2.2 水稻mtDNA遗传多态性比较
• 2.3 水稻核型、叶绿体型和线粒体型比较
• 3 讨论
• 3.1 关于细胞质DNA的提取和应用的讨论
• 3.2 关于细胞质的籼粳分化的讨论
• 3.3 关于栽培稻cpDNA的序列变异的讨论
• 3.4 关于野生稻细胞质DNA分化的讨论
• 4 小结
• 第四章 分子遗传距离与杂种优势的相关性研究
• 1 材料和方法
• 1.1 水稻材料
• 1.2 研究方法
• 2 结果与分析
• 2.1 分子遗传距离估算结果
• 2.2 亲本遗传距离与杂交组合中亲优势相关性分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 第五章 运用ISSR标记构建杂交组合的分子指纹的研究
• 1 材料和方法
• 1.1 水稻材料
• 1.2 指纹构建
• 2 结果与分析
• 2.1 ISSR引物扩增结果分析
• 2.2 不同组合的分子指纹分析
• 2.3 基于ISSR的系统树分析
• 3 讨论
• 4 小结
• 主要结论、创新之处及进一步研究的设想
• 1 主要结论
• 2 创新之处
• 3 进一步研究的设想
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简历