芭蕉属植物分类的分子鉴定

摘要

我国是香蕉的主产国之一,但香蕉的遗传育种研究相对落后,主栽培品种一直依赖于从国外引进。香蕉栽培品种的起源与演化一直是香蕉遗传育种基础研究的重点,但是研究结果并不完全一致。
　　 鉴于此种情况,本论文利用大量的国内外香蕉野生种质和栽培种质资源,筛选与植物起源、演化相关联的叶绿体基因组的2个非编码序列区段和细胞核核糖体基因组中的ITS序列,通过PCR扩增及测序获得DNA序列数据库,通过生物信息学数据分析,确定实验材料的叶绿体非编码区序列和核糖体ITS序列的单型,并分别进行分组归类,对芭蕉属植物系统分类进行了分子鉴定,从而推测芭蕉属植物组间对应关系。
　　 主要结果和推论如下:
　　 1、澳蕉组野生种与其他三组材料序列上存在较大差异,表现出独特的组内序列特征。澳蕉组主要起源于巴布亚新几内亚,地理上相对独立,有研究结果将澳蕉组基因组单独归为除A和B外另一种T基因组,有一定的道理。
　　 2、真蕉组M.marges elargies和红花蕉组M.beccarii在三段序列上都与澳蕉组材料的序列存在较高的相似度。这与Gawel等(1992)通过RFLP标记认为M.beccarii与M.acuminata具有很近的亲缘关系这个结论不一致。
　　 3、未被分组的云南芭蕉材料序列特征复杂。虽然总体上与观赏蕉组序列相近,但根据邻接树分析表明与观赏蕉组其他材料不能归为一组。
　　 4、发现M.schizocarpa存在与A、B基因组叶绿体序列截然不同的序列特征。与Ude等(2002)应用AFLP标记所得到的结果一致。
　　 5、叶绿体基因组两段非编码区序列都能将野生种M.balbisiana材料分为两类,并且分类结果一致。
　　 6、野生杂交种M.butuhan的两段叶绿体非编码区序列与野生种M.balbisiana的ITC342和ITS545两个材料均高度相似,又由于这两个材料归为一类BB,推测其母本可能为该类BB野生材料。
　　 7、栽培品种中的M.niyarmayik、M.pisang sapon、M.kungor、M.odwa、M.prata、M.safet velchi和M.djum tau材料在两组叶绿体序列分析中均与M.acuminata的亚种M.zebrina归为一类。推测其母本可能为该亚种。
　　 8、使用细胞质叶绿体基因组非编码区序列测序分析的方法研究芭蕉属植物分类具有可行性,可以对芭蕉属植物分类进行分子鉴定,所得结果具有参考价值。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 芭蕉属植物学

1.2 芭蕉属植物分类的研究概况

1.3 植物分类的分子鉴定方法

1.3.1 分子遗传标记技术

1.3.2 叶绿体基因组分析技术在植物系统学中的应用

1.3.3 细胞核核糖体基因ITS序列

1.4 组织培养和种质保存

1.4.1 我国芭蕉属种质资源概况

1.4.2 组织培养技术

1.5 目的意义和技术路线

1.5.1 意义

1.5.2 目的

1.5.3 技术路线

2 材料和方法

2.1 材料

2.1.1 用于叶绿体DNA非编码区序列的实验材料

2.1.2 用于细胞核核糖体ITS序列的实验材料材料

2.1.3 引物筛选

2.1.4 所用试剂和药品

2.1.5 菌株

2.1.6 主要仪器和设备

2.2 方法

2.2.1 总核酸的提取与检测

2.2.2 DNA样品的预扩增和检测

2.2.3 扩增产物的纯化和克隆

2.2.4 克隆产物测序

2.2.5 测序结果分析

3 结果与分析

3.1 扩增序列特征

3.1.1 cpDNA非编码区序列特征

3.1.2 pasA-ycf3间隔区序列

3.1.3 细胞核核糖体ITS序列

3.2 扩增序列邻接树分析

3.2.1 澳蕉组野生种材料序列关系

3.2.2 观赏蕉组野生种材料序列关系

3.2.3 真蕉组野生种材料序列关系

3.3 栽培种起源关系分析

3.3.1 根据rp116内含子序列分析栽培种起源关系

3.3.2 根据psaA-ycf3基因间隔序列分析栽培种起源关系

4、讨论

5、结论

参考文献

附表

致谢

附图