芝麻应用核心种质DNA分子身份证和种质资源数据库共享平台构建

摘要

芝麻（Sesamum indicum，2n=26）是世界上最古老的油料作物之一，营养丰富，用途广泛，在食品、药品及保健品研发上均具有很高的利用价值。我国目前收集芝麻种质资源8115份，居世界前列，但长期以来由于芝麻种质资源信息交流平台有限，影响了资源利用率，而且至今尚未构建标准的分子生物学鉴定方法。从分子水平上能对种质进行区分，并较大程度的实现资源信息共享，是种质高效利用和有效保护的重要途径，对芝麻种质资源研究和品种改良均具有重要意义。因此，本研究以建立的应用核心种质为实验材料，探索了芝麻DNA分子身份证的构建方法;基于已获取的8115份芝麻种质资源基本信息和表形数据，建立了数据库，构建了网络共享平台。
　　研究获得以下结果:
　　1.通过对705份芝麻核心种质4年4点精准鉴定，依据优异育种目标，筛选出131份芝麻应用核心种质，分为高产、优质、抗病抗逆、生育期适宜、适应机械化、株型特异、综合性状优良七大类。
　　2.为了探索芝麻DNA分子身份证的构建方法，以应用核心种质为材料，利用SSR变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术，从基于芝麻全基因组开发的32对SSR引物中，筛选出7对多态性高、带型清晰且空白条带少的引物，确定为核心引物。在此基础上，通过SSR荧光毛细管电泳技术，用获得的7对核心引物分析131份应用核心种质，共检测出53个多态性位点，一个引物能检测出的多态性位点数最多达12个。
　　3将毛细管电泳得到的分子量数据以数字+英文字母方式编码，利用IDANAlysis4.0软件筛选出6对核心引物排列组合:ZMM1494、ZMM1648、ZMM3037、ZMM2818、ZMM1851、ZMM1935，构建出如“4A32645(AC017)”这种简单、易使用的字符串DNA分子身份证，并确定了不同应用型的组内引物组合。利用条码软件将字符串DNA分子身份证转化为条形码和二维码DNA分子身份证，该类型分子身份证可迅速被电子设备识别，拓宽了DNA分子身份证的使用范围，并为以后芝麻种质标准化和品种DNA分子身份证库的构建奠定了重要的技术基础。
　　4.对我国收集保存的8115份芝麻种质资源基础收集品的基本信息、形态特征和生物学特性、抗性等共计90420条数据信息及芝麻核心种质、微核心种质、应用核心种质信息进行规范整理，并广泛搜集其他与芝麻种质资源相关的资料，构建了芝麻种质资源信息数据库，并以该数据库为数据来源，通过开源的LAMP网站应用系统，结合HTML和Java Script语言建成了芝麻种质资源信息网络共享平台http//www.sesame-biomfo org。该平台集芝麻种质资源信息浏览、种质信息检索、种质资源实物索取功能为一体，共享种质数据量大、内容涵盖面广、实用性强，既可为专业的科技工作者提供标准化、准确性高的芝麻相关信息和实物资源，又可为广大芝麻爱好者提供专业的科普知识。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 前言

1．1 芝麻种质资源概述

1．1．1 芝麻起源与演化

1．1．2 芝麻种质资源收集保存

1．1．3 芝麻种质资源鉴定评价与利用

1．2 SSR分子标记

1．2．1 SSR的产生及分布

1．1．2 SSR的功能

1．2．3 SSR分子标记技术的应用

1．3 DNA分子身份证

1．3．2 利用SSR分子标记技术构建作物DNA分子身份证

1．4 作物种质资源信息数据库的研究进展

1．5 本研究的意义和主要内容

1．5．1 研究的意义

1．5．2 研究的主要内容

1．6 技术路线

第二章 芝麻应用核心种质的构建

2．1 实验材料

2．2 试验方法

2．3 结果与分析

2．4 结论与讨论

第三章 基于SSR标记的应用核心种质DNA分子身份证构建

3．1 实验材料

3．2 试验方法

3．2．1 SSR分子标记

3．2．2 DNA分子身份证构建

3．3 结果与分析

3．3．1 应用核心种质SSR核心引物的确定

3．3．2 应用核心种质DNA分子身份证编码及构建

3．3．3 应用核心种质不同优异特性的组内区分

3．4 结论与讨论

3．4．1 核心引物及核心引物组合的选择

3．4．2 SSR标记分析方法的确定

3．4．3 DNA分子身份证的优越性

第四章 芝麻种质资源信息数据库及网络共享平台的构建

4．1 芝麻种质资源信息的整理和规范

4．2 数据库网络共享平台的整体设计与实现技术

4．2．1 共享平台的整体设计

4．2．2 共享平台的实现技术

4．3 数据库网络共享平台的功能及使用

4．3．1 共享平台的三大功能

4．3．2 共享平台使用示例

4．4 数据库及共享平台的特点

4．4．1 数据库信息量大且内容涵盖全面

4．4．2 共享平台实用性强

4．5 结论与讨论

第五章 全文总结

参考文献

附录

致谢

作者简历