大麻SSR标记的开发及遗传多态性分析

摘要

大麻(Cannabis sativa L.)，是大麻科一年生草本植物，具有重要的经济价值，可用于食品、纺织和药品等。我国大麻栽培历史悠久，种质资源丰富。本研究首次基于大麻转录组序列信息开发SSR分子标记，并对国内外115份大麻种质资源进行了遗传多态性分析和组群划分。主要结果如下:
　　(1)大麻转录组SSR标记的开发。基于公布的大麻转录组信息，共获得32324条大麻EST序列，总长度38.12MB，平均长度1207bp。利用AutoSSR软件对大麻转录组序列进行了SSR位点的搜索，共搜索到3624条序列包含4577个SSR位点，其中668条序列包含至少两个SSR位点，121条序列包含复合型SSR位点。三核苷酸重复数量最多，占SSR总数的50.99％。其次为六核苷酸和二核苷酸重复，分别占25.13％和16.34％。三核苷酸重复AAG/CTT出现的频率最高(18.00％，824)，其次是AG/CT(12.91％，591)，AAT/ATT(8.65％，396)。根据大麻中SSR位点分布特征，开发了3442个大麻SSR分子标记。
　　(2)对包含SSR位点的EST序列进行功能预测。1591条转录组序列得到功能注释，占总数的43.90％。按照COG功能的分类，大麻中包含SSR位点的EST序列的功能可以分为23类。其中，一般功能预测类型的数目最多，为350条。其次是具有转录功能和信号转导机制的类型，分别为207和177条。
　　(3)从3442个大麻SSR标记中，设计了117对大麻SSR引物，108对(92.31％)引物可以在大麻中有效扩增。7对引物(CAN0011、CAN0035、CAN0107、CAN0504、CAN0576、CAN0690和CAN2915)有两个基因扩增位点，2对引物(CAN0001和CAN0079)有三个基因扩增位点，共获得119个有效扩增位点。其中分别有62，24，8，1，2，1个位点有两个等位基因、三个等位基因、四个等位基因、五个等位基因、六个等位基因、七个等位基因，21个位点没有多态性。最终，87对引物共得到252个多态性位点，平均每条引物扩增2.9个多态性位点，具有较高的多态性。
　　(4)选取45对引物作为核心引物分析大麻种质资源多态性。以遗传相似性系数GS=0.74为阈值，115份大麻种质大致按照地理位置聚类到四个组群，分别是中国北部、欧洲、中国中部和中国南部。按照地理纬度分布，中国大麻种质的3个组群分别对应寒温带、暖温带和亚热带。在主坐标分析中，前三个主成分贡献度分别为36.4％，16.8％和8.7％，累计贡献度达62％。主坐标三维图表明，基于SSR分子标记可以将115份大麻种质明显划分为四个组群。
　　(5)不同组群的遗传距离以及组群内的遗传关系分析。四个组群中，中国北部、欧洲具有较近的亲缘关系，可能是由于中国北部与欧洲具有相似的纬度。中国中部和中国南部组群的遗传距离最小，中国北部和中国南部组群的遗传距离最大，并且中国中部组群具有最高的遗传多态性。此结果为大麻种质资源的收集和利用奠定了良好基础。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 大麻概述

1．1．1 大麻的起源与传播

1．1．2 大麻的生物学特征

1．1．3 大麻的种质资源研究

1．2 遗传标记概述

1．2．1 形态标记

1．2．2 细胞学标记

1．2．3 生化标记

1．2．4 分子标记

1．3 分子标记在大麻中的研究进展

1．3．1 大麻中RAPD分子标记研究

1．3．2 大麻中AFLP分子标记研究

1．3．3 大麻中ISSR分子标记研究

1．3．4 大麻中SSR分子标记研究

1．3．5 大麻中SNP分子标记研究

1．4 SSR分子标记的开发及应用

1．4．1 SSR分子标记的开发

1．4．2 SSR分子标记在植物中的应用

1．5 研究目的及意义

第二章 大麻SSR分子标记的开发

2．1 材料与方法

2．1．1 大麻SSR信息分析与引物合成

2．1．2 SSR引物筛选

2．2 结果与分析

2．2．1 大麻EST-SSR特征分析

2．2．2 大麻基因组DNA的提取及检测

2．2．3 EST-SSR引物的筛选

2．3 讨论

第三章 大麻遗传多态性分析

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验方法

3．1．3 数据分析方法

3．2 结果与分析

3．2．1 大麻遗传多态性分析

3．2．2 主坐标分析

3．2．3 各类种群遗传多态性分析

3．3 讨论

第四章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历