我国优良茶树品种遗传多样性分析及指纹图谱构建

摘要

茶树是我国重要的经济作物之一。近年来，已育成许多具有优异性状的茶树品种。一方面，这些品种大多采用系统选种和杂交育种的方法选育而成，骨干亲本类似，亲缘关系比较接近，使品种的遗传背景较窄。如果能从分子水平上揭示这些品种之间的亲缘关系和遗传结构，将为杂交育种时亲本的选择提供一定的科学指导。另一方面，随着，新培育出的优良品种越来越多，对茶树品种的鉴别提出了更高的要求。SSR（Simple sequence repeat，简单重复序列）分子指纹图谱鉴定技术具有简便、迅速不受环境条件影响等优点，非常适合品种鉴定。本研究以254个优良茶树品种为材料，从前期构建的遗传连锁图谱上选出185个SSR标记，分析了我国茶树品种的遗传多样性水平，并通过筛选出的核心引物，构建了较全面的茶树品种分子指纹图谱。主要研究结果如下：
　　1.从185个SSR标记中初步筛选出了128个扩增条带清晰、稳定的SSR标记。不同连锁群上的SSR标记检测到的平均等位基因数、基因型个数、多态性息含量均有较大差异。根据引物扩增条带易统计程度，PIC（Polymorphism information content，多态性息含量）和基因型个数，筛选了2套均匀分布于15连锁群上的30对核心引物。理论上任意两个品种可能混淆的概率为6.0×10-13。同时，通过标准误的变化，250个茶树品种遗传多样性研究至少需要30对SSR引物。
　　2.利用128个SSR标记分析了我国茶树优良品种的遗传多样性水平，在254个茶树品种中共检测到629个等位变异，平均观测杂合度HO为0.43，期望杂合度HE为0.54。Shannon信息指数（I）平均为1.03。PIC平均为0.5，基因多样性指数平均为0.54。从地理区域来看，云南、广东、重庆的品种基因多样性水平较高，达到0.5以上；台湾的品种遗传多样性水平最低，只有0.29。从不同时期分析，2000s育成品种的基因多样性水平最高，达到0.54，其次是1990s，2010s，1980s最低。比较不同年代间平均遗传距离的变化，发现1980s品种遗传距离为0.30，1990s上升到0.32，此后呈下降的趋势。基于遗传距离的N-J(Neighbor-joining)聚类将茶树品种分为3个大类群，基于Structure数学模型的算法则将所有材料分为5个亚群。
　　3.应用毛细管电泳（Capillary electrophoresis，CE）荧光标记检测分析手段与聚丙烯酰胺凝胶电泳（Polyacrylamide gel electrophoresis, PAGE）银染检测技术，选用30对核心引物分别分析了254个品种的基因分型结果。通过比较发现，CE比PAGE多检测出63个总等位变异数，平均每个位点上多检测出2个等位基因、7个基因型，所检测到的引物PIC和引物鉴别能力（Power of discrimination, PD）也更高。CE荧光标记检测可以直接读出目标DNA片段的准确大小，检测数据更为精确。将毛细管电泳片段大小数据转变成基因型格式，并以第一套优先引物，构建了254个茶树品种的指纹图谱。

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引言

1.1 茶树DNA分子水平遗传多样性研究进展

1.2茶树DNA分子指纹图谱研究进展

1.3研究思路及预期目标

第二章 茶树指纹图谱SSR核心引物筛选

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第三章 我国茶树优良品种的遗传多样性与遗传结构

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第四章 我国茶树优良品种SSR指纹图谱构建

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

第五章 主要结论与展望

5.1 全文结论

5.2 展望

参考文献

致谢

作者简历