福建栽培和野生香蕉种质资源离体保存及RAPD分析

摘要

本研究对福建香蕉种质资源进行调查，并以福建53份香蕉种质资源为材料，进行了离体保存、形态学鉴定等研究。同时，利用RAPD技术进行了福建10个主要香蕉品种以及福州、三明两地野生蕉群体的遗传多样性分析和聚类分析。主要研究结果如下： 1．福建野生香蕉的调查和观察 福建广泛分布有野生香蕉。福州野生蕉会大量结籽，可以判断为二倍体。按照Simmondsand Shepherd(1955)的分类方法，二倍体香蕉中，福州野生蕉绝大多数性状与尖叶蕉相同，得分为22。因此将福州野生蕉归为AA类群。不过，在胚珠排列和果实形态上，福州野生蕉与典型的AA原始种的特征明显不同。因此，福州AA野生蕉可能在进化上与其它地方的AA原生蕉已经产生一定的遗传差异，或者在进化过程中获得了少量的B染色体组的基因。三明野生蕉与福州野生蕉有相异之处。三明野生蕉得分为47，归为AB类。 2．福建香蕉种质资源的试管苗离体种质保存 试验结果表明：香芽蕉丛生芽苗以MS+甘露醇30g/L+6-BA1.0 mg/L+IAA0,1mg/L配方的培养基来保存为宜，室温控制在20±1℃，每天16h光照，光强1000Lux左右条件下，能够保存培养6个月，不会黄化死亡；在培养基中加入甘露醇可以有效抑制试管苗生长，甘露醇的抑制效果与蔗糖相比更强烈：添加BA的培养基比KT的，可忍耐更长继代时间；低浓度的不同生长素对试管苗保存影响不明显。采用优化方法保存了福建栽培和野生香蕉种质资源53份。 3．香蕉基因组DNA提取以及RAPD-PCR条件的优化 应用改良GTAB法提取各品种类型的香蕉基因组DNA，获得了较高产量和质量的DNA。并对RAPD反应程序中的一些重要参数进行摸索和优化，建立了稳定的、适用于福建香蕉遗传多样性和遗传分化研究的RAPD-PCR反应体系。经过优化后的反应体系为：在25μL的反应体系中，模板DNA栽培蕉用量为50ng、野生蕉为62.5ng，引物浓度为0.81μmol/L,Taq酶的用量栽培香蕉为1.0U，二倍体野生蕉为2.0U，mg<'2+>浓度和dNTP浓度分别是2.5mmol/L、300μmaol/L。循环参数：退火温度37℃、退火时间60s，延伸时间120s、循环次数为45个循环。 4．福建10个栽培品种类型和野生种亲缘关系的RAPD分析 对福建10个栽培品种类型和野生种进行RAPD分析结果表明：福州野生蕉和三明野生蕉在阈值在0.52划分时，与其他三倍体栽培种区别开来；在阈值在0.30划分时，又可将三明野生蕉、福州野生蕉区别开来，划分清晰。这与Simmond分类法的结果一致。但是，从遗传距离表可看出福州野生蕉与三倍体．AAA香蕉的遗传距离较与ABB大蕉遗传距离大，由此可以得出福州野生蕉较三明野生蕉与ABB型香蕉的遗传距离较近，与AAA型香蕉的遗传距离较远。这与Simmond分类法的结果有所差异。这与三明野生蕉为AB杂合体、自交后代分离，以及实生繁殖引起的自然变异有关。 5．利用RAPD技术进行三明和福州野生蕉群体的遗传多样性和聚类分析 应用POPGENE软件对三明野生蕉16个植株和福州野生蕉21个植株进行了RAPD结果的多态性比较和聚类分析，研究结果表明：(1)三明野生蕉Nei，S基因多样性(H)为0.4110，福州为0.2399;福州、三明野生蕉平均等位基因数为2.0；三明野生蕉的有效等位基因数为1.7164，福州为1.3249；三明野生蕉Shannon信息指数为0.5995，福州为0．4003；说明三明野生蕉和福州野生蕉具有高水平的遗传多样性水平，这与其生长在地理条件比较恶劣、气候多变、海拔较高的环境中，积累了大量的遗传变异有关；(2)三明野生蕉较福州野生蕉的遗传多样性水平高，这与三明野生蕉为AB杂合体、自交后代分离，以及实生繁殖引起的自然变异有关，另外还与三明野生蕉居群较大、分布范围较广、人为破坏少的生长环境相符：(3)三明野生蕉和福州野生蕉两居群之间基因分化系数为(Gst)为4.84％，基因流为9.8373，证明三明野生蕉和福州野生蕉的遗传变异主要存在居群内，两居群间存在地理隔离。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩写词

声明

第一章引言

1.香蕉概述

1.1香蕉的植物学特征

1.2香蕉的营养和用途

1.3香蕉的地理分布

1.4香蕉的经济价值

2果树种质离体保存进展

2.1限制生长保存

2.2超低温保存法

3香蕉的遗传标记研究进展

3.1形态标记

3.2细胞学标记

3.3蛋白质标记

3.4分子标记

4香蕉植物起源与进化研究现状

5 RAPD技术在植物起源进化、分类鉴定及遗传多样性研究中的应用

5.1作物品种(品系)的DNA指纹鉴定

5.2品种分类

5.3种质的分析、收集

5.4物种的起源和进化

5.5遗传多样性的研究

5.6问题与建议

6福建香蕉种质资源概况

7本研究的内容和意义

7.1本研究的意义

7.2主要研究内容

第二章福建香蕉种质资源调查与观察

1材料与方法

1.1材料

1.2香蕉形态学鉴定方法

2结果与分析

2.1福州野生蕉的基本生物学特性调查

2.2三明野生蕉的基本生物学特性调查

2.3福州野生蕉、三明野生蕉分类地位的初步确定

3讨论

3.1形态学标记在香蕉种质分类中的可行性

3.2福建三明、福州野生蕉的分类地位

3.3福州、三明野生蕉的利用价值

第三章香蕉种质资源的试管苗离体保存

1材料和方法

1.1材料

1.2方法

2结果与分析

2.1甘露醇对香蕉试管苗长期保存的影响

2.2 KT、BA对香蕉试管长期保存的影响

2.3不同种类的生长素对香蕉试管保存的影响

2.4 53份香蕉种质资源的试管苗离体种质保存

3讨论

3.1甘露醇对长期保存香蕉试管苗的影响

3.2不同细胞分裂素、生长素对长期保存香蕉试管苗的影响

第四章福建栽培和野生蕉种质资源的RAPD分析

1材料与方法

1.1材料

1.2主要实验设备、实验试剂及所需溶液的配制

1.3RAPD分析方法

2结果与分析

2.1香蕉总DNA的提取

2.2香蕉RAPD反应条件的优化

2.3香蕉种质资源的RAPD分析

3讨论

3.1野生蕉基因组DNA提取纯化与RAPD-PCR条件优化的影响因素

3.2福建香蕉种质资源的亲缘关系

3.3福州野生蕉、三明野生蕉的分类地位

3.4福建野生蕉的遗传多样性

3.5福建野生蕉的居群间遗传结构

3.6福州、三明野生居群内的遗传多样性

3.7存在问题

第五章小结

1福建三明、福州野生蕉的分类地位

2福建香蕉种质资源离体保存

3野生蕉基因组DNA提取纯化与RAPD-PCR条件优化

4福建香蕉种质资源的亲缘关系

5福建野生蕉的遗传多样性

5.1福建野生蕉的居群间遗传结构

5.2福州、三明野生居群内的遗传多样性

8本研究的意义

参考文献

附录

致谢