木薯种质资源的遗传多样性分析与评价

摘要

木薯是热带地区多年生块根作物,是世界三大薯类作物之一。也是热带、亚热带地区六亿人赖以生存的主要食物来源,淀粉含量高,其块根淀粉含量在27～34％之间,被誉为“淀粉之王”。目前,国家制定的再生能源发展战略和新颁布的《国家可再生能源法》中,将木薯列为未来生产燃料酒精的首选原料之一。木薯已成为全球重要的粮食和新型能源作物,木薯种质资源的分类与评价是育种和生产利用的基础。
　　 本研究采用SRAP分子标记对134份木薯种质的遗传多样性进行分析,使用NTSYS2.1软件从分子水平上揭示了供试材料的遗传分类关系,分组群体间的遗传多样性水平及其亲缘关系,并对18份主要的栽培品种和国外引进高淀粉材料进行了DNA指纹图谱的绘制。本研究的主要结论如下:
　　 (1)36对SRAP引物对134份种质群体扩增共获得306个多态性标记,多态性百分率为87.9％,平均多态性带数为8.5个,适合群体的遗传多样性分析。
　　 (2)聚类分析将全部材料划分为8个组群,将为木薯杂交育种亲本选择提供基本的遗传差异信息;结合PCA分析说明,分组群体构成与其品系的地理来源具有一般相关性,但是存在一些交叉,初步说明我国品种引进后发生部分地理演化。
　　 (3)遗传多样性参数统计表明,组间遗传多样性水平有了明显的上升,达到0.460,但是各个组内存在差异,以第1和第5组较高,它们分别是由我国的自育品种和来自南美洲的品系构成。说明引种后我国木薯种质库的整体遗传多样性水平较为丰富,为杂交育种亲本选择提供了依据,但是组内遗传多样性仍然需要进一步扩展。组间遗传分化和基因流水平较低。
　　 (4)初步分析了分子标记聚类与表型聚类之间的对应关系,发现两种聚类结果存在较大的差异。
　　 (5)采用2对SRAP引物组合Em24-Me10和Em1-Me5,绘制了18个重要木薯品种的DNA指纹图谱,其置信概率达到99.99％,对品种知识产权保护和鉴别具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

序言

1.1 木薯简介

1.1.1 木薯的生物学特性与生态习性

1.1.2 木薯主要经济利用价值

1.1.3 我国木薯种质资源概况

1.1.4 木薯种质资源的研究进展

1.2 遗传标记简介

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 DNA分子标记

1.3 遗传多样性研究概述

1.3.1 遗传多样性的概念

1.3.2 遗传多样性研究重要意义

1.3.3 DNA指纹图谱技术在作物品种资源中的应用

1.3.4 应用SRAP标记进行遗传多样性和指纹图谱绘制的可行性

1.4 研究目的和意义

1.5 技术路线

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 SRAP标记遗传多样性分析试验方法

2.2.1 试验材料采集

2.2.2 引物合成与主要试剂

2.2.3 木薯基因组DNA的提取及检测

2.2.4 PCR扩增产物检测

2.2.5 数据处理及统计分析

2.3 部分木薯品种的DNA指纹图谱的绘制的研究

2.3.1 试验方法

2.3.2 数据处理与分析

2.4 木薯种质资源表型性状分析

2.4.1 试验方法

2.4.2 数据处理与分析

3 结果与分析

3.1 木薯种质资源的分子遗传多样性分析

3.1.1 DNA检测

3.1.2 SRAP-PCR扩增反应

3.1.3 琼脂糖凝胶电泳

3.1.4 SRAP引物筛选及扩增

3.1.5 SRAP标记的群体扩增多态性

3.1.6 SRAP基础上木薯品种/品系的分类

3.1.7 木薯种质居群结构的PCA二维向量分析

3.1.8 木薯种质资源的遗传多样性指数

3.2 部分木薯品种指纹图谱绘制

3.2.1 指纹图谱构建与置信概率分析

3.2.2 小结

3.3 表型聚类结果与分析

3.3.1 表型聚类结果

3.3.2 表型性状聚类分析

3.4 表型性状与分子标记聚类相关性分析

4 讨论

4.1 基于SRAP标记的遗传多样性分析

4.2 SRAP基础上多样性参数分析

4.3 SRAP标记构建木薯DNA指纹图谱的优势

4.4 基于表型性状的遗传多样性分析

4.5 不同遗传标记聚类结果的比较

5 结论

参考文献

致谢