用ISSR和SSR标记分析海南普通野生稻遗传多样性

摘要

遗传多样性是生物多样性的核心，对濒危和稀有物种的遗传多样性进行研究，可为其保护和开发利用提供科学依据。普通野生稻是普通栽培稻的祖先，是栽培稻最近缘的野生种，是水稻遗传改良的重要种质资源。本研究利用ISSR和SSR两种分子标记对海南地理分布、生态类型有代表性的万宁、文昌、琼海、儋州、东方、澄迈6个普通野生稻天然居群进行了研究，旨在从分子水平揭示海南普通野生稻不同居群之间的遗传多样性和遗传结构，拟为海南野生稻的保护和开发利用提供科学依据和理论指导。本研究在分析普通野生稻居群遗传多样性时，对采用ISSR和SSR两种分子标记的分析结果的差异性和相关性进行了分析。研究主要结果如下： 1)获得海南普通野生稻ISSR-PCR最佳反应体系和最适反应程序。 2)海南普通野生稻具有较高的遗传多样性。ISSR和SSR两种分子标记都表明：供试的6个居群中，万宁居群(WN)的遗传多样性最高，文昌居群(WC)的遗传多样性最低。6个居群按遗传多样性从大到小顺序排列为：万宁居群(WN)＞澄迈居群(CM)＞琼海居群(QH)＞东方居群(DF)＞儋州居群(DZ)＞文昌居群(WC)。 3)海南普通野生稻居群遗传结构与居群间遗传分化明显。 4)聚类分析结果表明：遗传相似系数大约在0.68(ISSR)或0.84(SSR)时，6个居群分别聚为6组，每一个居群所有的样本都聚在一起，而且居群间没有任何交叉。当相似系数逐渐降低时，各居群之间的遗传关系更加明确，居群WC与CM最先聚为一大组；居群DZ与DF先聚集为一组，然后与WN聚集为一小组，之后再与QH聚集为一大组。当相似系数为0.58(ISSR)或0.65(SSR)时，所有6个居群合并在一起，说明各居群之间的遗传分化程度不高，也许属于同一起源。 5)利用Mantel检测对基于这两种标记的样品遗传相似性系数矩阵进行了相关分析，结果表明，ISSR和SSR标记检测的海南普通野生稻总群体的相关系数r=0.8634，t=93.67，相关性较高。 6)根据对各居群的遗传多样性比较和实地考察结果，建议万宁居群优先进行原生境保护：东方居群、澄迈居群进行异位保护；对琼海居群、儋州居群和文昌居群的原生境保护点应尽量减少人为保护干预。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 引言

1.1 中国普通野生稻的研究与利用

1.1.1 抗病性及其利用

1.1.2 抗虫性及其利用

1.1.3 耐逆基因及其利用

1.1.4 产量性状及其利用

1.1.5 优良稻米品质及其利用

1.1.6 胞质雄性不育及其利用

1.1.7 其它优良特性及其利用

1.2 普通野生稻种质资源的研究技术

1.2.1 形态学标记

1.2.2 细胞学标记

1.2.3 生化标记

1.2.4 分子标记

1.3 普通野生稻遗传多样性研究进展

1.3.1 遗传多样性的研究意义

1.3.2 遗传多样性的分析方法

1.3.3 普通野生稻遗传多样性研究进展

1.4 本研究的目的和意义

2材料与方法

2.1 植物材料

2.2 主要试验仪器与试剂

2.2.1 主要仪器

2.2.2 主要试剂与溶液的配制

2.3 普通野生稻基因组总DNA提取步骤和检测

2.4 PCR扩增条件优化

2.5 引物筛选

2.6 PCR产物电泳检测

2.6.1 ISSR-PCR产物电泳检测

2.6.2 SSR-PCR产物电泳检测

2.7 数据记录与处理

2.8 数据分析

2.8.1 遗传多样性分析

2.8.2 居群遗传结构和遗传一致度分析

2.8.3 聚类分析

2.8.4 相关性分析

3结果与分析

3.1 普通野生稻基因组总DNA提取结果

3.2 ISSR-PCR反应体系的建立

3.3 引物筛选

3.4 PCR产物电泳检测

3.5 多态位点检测及其在总居群上的遗传变异

3.6 海南普通野生稻居群遗传多样性分析

3.7 居群遗传结构及Hardy-Weinberg平衡检测

3.8 聚类分析

3.9 居群间遗传距离和遗传一致性

3.10 ISSR和SSR标记的相关性分析

4 讨论

4.1 关于普通野生稻的遗传多样性研究

4.2 海南普通野生稻的遗传多样性

4.3 ISSR和SSR标记在普通野生稻遗传多样性研究中的应用

4.4 ISSR和SSR分析结果的相关性评价

4.5 关于海南普通野生稻的保护

5 结论

参考文献

附录

作者在读期间科研成果简介

致谢