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川西南荞麦资源种间亲缘关系研究

2020-12-01阅读(706)

川西南荞麦资源种间亲缘关系研究

论文摘要

荞麦属于蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum）。它起源于我国,在西北、东北、华北以及西南一带的高寒山区种植较多,是一种天然绿色食品原料和药用植物,具有非常大的开发利用价值。近年来,由于生态环境的破坏,现有的荞麦资源正逐渐减少;同时,我国特别是四川西南地区的荞麦研究工作起步晚、科研经费投入少,荞麦的基础研究如起源、演化和分类等几乎是空白;应用研究如组织培养、栽培技术也较少。为此,本试验在四川凉山州、雅安市等地采集10份具有代表性的荞麦资料,采用形态学比较、核型分析、同工酶和RAPD技术分析其亲缘关系,以期为荞麦遗传改良和育种工作奠定基础,同时促进荞麦的起源、演化及分类研究。主要研究结果如下:1、形态特征比较表明:供试的10份荞麦材料形态差异主要体现在株型、株高、茎粗、主茎节数、一级分支数、叶形、花序类型、花梗有无关节、雌蕊数目、种子有无光泽、大小和千粒重上。依据这些指标,可将10份材料初步划为4类,第Ⅰ类有1个种,即阿坝野荞矮株;第Ⅱ类有1个种,即苦荞;第Ⅲ类有3个种,即密毛野生荞、齿翅野荞、细柄野荞;第Ⅳ类包括5个种,即阿坝齿翅、西昌金荞、甜荞、阿坝金荞和雅安金荞。2、首次报道了密毛野生荞、齿翅野荞、细柄野荞的核型。结果为:（1）密毛野生荞、金荞、甜荞和苦荞属于二倍体,染色体数为2n=2x=16;齿翅野荞、细柄野荞为四倍体,染色体数为2n=4x=32。（2）在二倍体水平上,荞麦染色体核型变异较大,但在四倍体水平上,染色体核型则呈现较高的相似性。（3）荞麦的核型进化趋势是由不对称向对称、多倍化向低倍化方向发展。（4）密毛野生荞较齿翅野荞、细柄野荞更进化。3、10份材料幼叶的过氧化物同工酶共分离出15条酶带。其中,密毛野生荞的酶带最丰富为12条。它们的迁移率在0.06～0.56,条带集中在0.19～0.33。聚类结果分析显示,各种间遗传相似系数在0.47～0.93之间。雅安金荞与西昌金荞之间相似系数较高为0.93,表明二者亲缘关系较近;密毛野生荞和苦荞之间相似系数较小为0.29,表明二者亲缘关系较远。10份材料幼叶的酯酶同工酶共分离出10条酶带。它们的迁移率范围在0.15～0.52之间,条带主要集中在0.15～0.33。聚类结果分析显示,各种间遗传相似系数在0.44～0.92之间,表明各种的亲缘关系差异较大。阿坝金荞和雅安金荞的相似系数较高（0.92）,表明二者亲缘关系较近。4、选择引物、dNTPs、Mg2+、酶量、DNA模板浓度五个因素,各因素设4个浓度水平,优化RAPD反应条件。从赛百盛公司提供的40条不同的随机引物中,筛选出扩增性好、带型清晰、重复性好的14个引物,共获得388条DNA带,平均每个引物可扩增出27.71条。其中,352条具有多态性,平均每个引物可获得25.14条多态性带,约占90.72%;多态性条带比率变化范围为62.2%～100%。根据扩增条带进行分析,各种间遗传相似系数在0.41～0.65之间,其中西昌金荞与雅安金荞遗传相似性系数较高为0.65,表明两者的亲缘关系较近。以0.48为阈值,可将10份材料聚为4个类群,第Ⅰ类群有1个种,即阿坝野荞矮株;第Ⅱ类群有1个种,即苦荞;第Ⅲ类群有3个种,即密毛野生荞、齿翅野荞、细柄野荞;第Ⅳ类群包括5个种,即阿坝齿翅、西昌金荞、甜荞、阿坝金荞和雅安金荞。5、根据密毛野生荞“叶表面有很多的泡状突起,两边有少量的直立绒毛,叶缘具浅波状的圆齿或小的圆齿,叶柄具少量绒毛”的特殊形态特征,结合核型分析、同工酶及RAPD标记的结果,综合认定其为新种。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要（Abstract）
  • 符号说明
  • 第一章 荞麦资源概述及种属划分研究进展
  • 1.荞麦资源概述
  • 1.1 我国荞麦资源及分布
  • 1.2 荞麦的价值
  • 1.2.1 农业地位
  • 1.2.2 营养价值
  • 1.2.3 药用价值
  • 1.2.4 饲用价值
  • 1.2.5 蜜源价值
  • 1.3 荞麦的开发利用
  • 2.遗传标记在荞麦分类上的研究进展
  • 2.1 形态标记
  • 2.1.1 形态标记定义
  • 2.1.2 形态标记在荞麦分类上的应用
  • 2.2 细胞学标记
  • 2.2.1 细胞学标记定义
  • 2.2.2 荞麦染色体结构和数量特征的研究
  • 2.3 蛋白质标记
  • 2.3.1 蛋白质标记及其发展
  • 2.3.2 同工酶标记在荞麦种属划分上的研究
  • 2.4 DNA标记
  • 2.4.1 DNA标记及其特点
  • 2.4.2 DNA标记的分类
  • 2.4.3 DNA分子标记在荞麦分类上的研究
  • 3.立题依据
  • 3.1 荞麦资源分布广泛,但各地种类和数量差异较大
  • 3.2 自然和人为的因素正逐步威胁着现有的荞麦资源
  • 3.3 科研基础薄弱,荞麦种质资源研究迫在眉睫
  • 第二章 川西南荞麦资源形态比较研究
  • 1.材料与方法
  • 1.1 供试材料
  • 1.2 测定项目与方法
  • 1.3 数据统计与分析
  • 2.结果与分析
  • 2.1 株型和株高比较
  • 2.2 茎的特性比较
  • 2.3 叶的特性比较
  • 2.4 花的特性比较
  • 2.5 种子的特性比较
  • 3.讨论
  • 3.1 川西南荞麦资源形态特征的主要差异
  • 3.2 形态差异对川西南荞麦资源分类的意义
  • 第三章 川西南荞麦资源的核型特征与进化研究
  • 1.材料与方法
  • 1.1 供试材料
  • 1.2 研究方法
  • 2.结果与分析
  • 3.讨论
  • 3.1 六个荞麦种的核型分析及核型变异与染色体倍性关系
  • 3.2 荞麦的进化机制探讨
  • 3.3 密毛野生荞作为新种的细胞学依据
  • 第四章 川西南荞麦资源的同工酶研究
  • 1.材料与方法
  • 1.1 供试材料
  • 1.2 研究方法
  • 2.结果与分析
  • 2.1 过氧化物酶图谱分析及聚类分析结果
  • 2.2 酯酶图谱分析及聚类分析结果
  • 3.讨论
  • 3.1 甜荞、苦荞与金荞的亲缘关系
  • 3.2 同工酶标记在荞麦资源亲缘关系研究中的应用前景
  • 第五章 川西南荞麦资源的RAPD分析
  • 1.材料与方法
  • 1.1 供试材料
  • 1.2 仪器设备
  • 1.3 研究方法
  • 2.结果与分析
  • 2.1 DNA提取结果比较
  • 2.2 RAPD反应体系优化结果
  • 2.3 RAPD扩增及聚类分析结果
  • 3.讨论
  • 3.1 荞麦RAPD反应条件优化
  • 3.2 F.cymosum、F.esculentum和F.tataricum的亲缘关系
  • 3.3 RAPD技术在荞麦种质资源研究中的应用
  • 3.4 POD、EST和RAPD相关性讨论
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在读期间发表的论文

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