44个菊花(Dendranthema×gradifolium(Ramat)Kitam.)品种的形态学研究与ISSR分析

摘要

菊花(Dendranthema×gradifolium(Ramat)Kitam.)是菊科(Compositae)菊属(Chrysanthemum)植物，在我国有悠久的栽培历史，深受人民群众喜爱，是我国十大名花之一。菊属植物共30余种，原产于我国的有17种。全世界现有菊花品种已逾万，我国也有3000多种，菊花品种形态变异丰富，适应性强，分布广泛，遗传背景非常复杂，这些都为菊花品种资源调查、品种分类与鉴定、品种多样性分析等带来了困难，严重限制了菊花的遗传改良进程和园林实践应用。本文通过形态学研究与ISSR分子标记技术相结合，对44个菊花品种分类及亲缘关系进行研究，主要研究结果如下：
　　 1.形态学观察
　　 对44个品种的31个形态学指标进行了观察，发现其形态学差异较大，多样性丰富。总的来说，品种间花部与叶部性状都有明显的差异，尤其是花部性状，比如五种瓣型都存在，平瓣品种中包含了所有的花型，各种花色都有，包括单色与双色。
　　 2.形态性状的主成分分析
　　 对44个菊花品种进行了花部和叶部性状的主成分分析，得出花部的第一主成分包括外层瓣宽、中层瓣宽、内层瓣宽、花瓣种类，第二主成分包括舌状花层数、露心否、筒状花发达否，第三主成分包括外层瓣长、中层瓣长、内层瓣长。叶部的第一主成分包括有指标(3个指标)：叶片宽度、叶片长度、叶柄长度，彼此之间呈正相关；这些形态性状正是应用于品种分类的重要形态学性状。
　　 3.形态学聚类分析
　　 用类间平均连接法的形态学聚类分析方法将44个菊花品种聚为五个类群，这五个类群基本按照瓣型分类；但匙瓣品种并未单独聚在一起，而大部分分散在平瓣、管瓣品种里，并且在形态学性状观测时发现平瓣品种中常夹杂着匙瓣或管瓣，匙瓣品种中有时也有不少平瓣，因此，作者认为不应将匙瓣列为单独的瓣型。由于一些瓣型不同的品种因花型相似而聚在一起，可以看出花型对分类具有十分大的影响力。菊花品种中有一些形态性状处于中间型的品种，现有的分类标准中已没有合适的类别可以将其归入，这说明现用的分类标准不够完善，需要进一步改进。作者发现这44个品种中有同物异名、同名异物、品种名混乱等现象。
　　 4.ISSR-PCR反应体系优化及引物筛选
　　 ISSR-PCR反应体系的正交设计选用的L25(56)正交表，共25个处理，选择了条带的数量最多和清晰度最高并且相对节约费用的17号处理作为最佳的菊花反应体系，即10 mmol/LdNTP0.4μL、25 mmol/L MgCl22.0μL、5 U/μL Taq polymerase0.3μL、10× buffer2.0μL、20ng/μL Template DNA1.0μL、5μmol/L primer1.5μL、无菌去离子水12.8μL。此正交设计较成功地选出了合适的菊花反应体系。
　　 应用表型差异较大的菊花品种“霞光四射”和“山城之光”对从100条ISSR引物进行了筛选，淘汰扩增效果差、带型不易辨认的引物，最终确定10条引物用于研究44个菊花材料的遗传多样性。
　　 5.ISSR聚类分析结果
　　 用ISSR分子标记对44个菊花品种进行UPGMA法聚类分析，用10条ISSR引物扩增出241条清晰的、重复性好的ISSR条带，其中多态性带有240条，多态性比率高达99.59％。应用NT.sys2.0软件，在Dice相似性系数0.48处将44个菊花品种大致分为6类。从图的最上方‘白鸡冠’到‘黄鹤楼’为第一类，包括31个品种，其中共有19个平瓣品种、6个匙瓣品种、4个管瓣品种；第二类包括从‘初凤’往下数一直到‘黄秀芳’6个品种，全为平瓣品种；第三类包括‘金马’、‘金马回风’和‘绿衣红裳’3个匙瓣品种；第四类包括‘碧海英风’、‘粉面金刚’2个平瓣品种；第五类只有‘大黄飞’一个匙瓣品种；第六类只有‘长春紫’一个平瓣品种。聚类结果显示供试材料没有明显按照瓣型分类。
　　 6.综合两种聚类分析方法的结果
　　 形态学聚类分析结果表明这44个菊花品种基本按瓣型进行分类，花型对分类也有较大影响，也有部分品种按花型聚类；而ISSR分子标记的聚类结果从整体上并未按瓣型分类，部分品种按瓣型聚在一起，而有些品种却按花型聚在一起。整体看来，形态学聚类结果与ISSR分子标记的聚类结果不大一致，但也有共同之处，作者认为可以考虑将瓣型和花型综合起来共同作为菊花品种分类的第一级。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1菊花简史

1.1.1菊花起源的研究

1.1.2菊花品种培育史

1.1.3菊花品种分类史

1.2菊花品种的分类研究

1.2.1形态学分类研究

1.2.2细胞学分类

1.2.3同工酶分类

1.2.4分子标记

1.3菊花品种遗传多样性研究

1.3.1菊花品种遗传多样性的形态学研究

1.3.2菊花品种遗传多样性的细胞学检测

1.3.3菊花品种遗传多样性的同工酶研究现状

1.3.4菊花遗传多样性的分子标记检测

1.4 ISSR分子标记简介及其在观赏植物研究中的运用

1.4.1 ISSR分子标记的基本原理和特点

1.4.2 ISSR分子标记在观赏植物研究中的应用

1.4.3 ISSR分子标记应用展望

第二章前言

第三章菊花品种的形态学分析

3.1研究材料：

3.2研究方法

3.2.1形态性状的选取

3.2.2主成分分析

3.2.3形态学聚类分析

3.3结果与分析

3.3.1主成分分析

3.3.2形态学性状的聚类分析

3.4讨论

3.4.1菊花品种的主成分分析

3.4.2菊花品种的形态学聚类结果讨论

第四章菊花品种遗传多样性的ISSR分析

4.1材料

4.2实验仪器与试剂

4.2.1仪器：

4.2.2试剂：

4.3实验方法

4.3.1 DNA的提取与检测

4.3.2 ISSR-PCR体系优化

4.3.3 PCR扩增程序

4.3.4 ISSR引物筛选与引物退火温度筛选

4.3.5条带统计与分析

4.4 ISSR结果与分析

4.4.1 ISSR-PCR反应体系的优化

4.4.2 ISSR引物筛选及退火温度的确定

4.4.3 ISSR-PCR扩增产物的多态性分析

4.4.4 ISSR分子标记聚类结果

4.5讨论

4.5.1 关于菊花品种的ISSR分子标记聚类结果

4.5.2关于ISSR分子标记与形态学研究结果的异同

第五章论文小结

参考文献

附录

在校期间发表的论文

致谢