SSR标记技术在小麦遗传多样性研究中的应用

摘要

目前，全球范围内育种种质资源减少加速，生物多样性减少严重，其后果不仅使作物产量和品质改良的工作难度加大，而且使作物对环境胁迫的适应能力减弱，因此对小麦的遗传多样性展开研究和保护变得非常重要。目前，已经在表型水平、生化水平、分子水平等方面展开了对小麦品种多样性的研究和改良。
　　小麦是我国最重要的商品粮食和战略性粮食储藏品种，可以作为多种主食和副食原料，小麦生产关乎21世纪中国16亿人口的粮食安全的重大问题，世界粮食安全也面临紧急状态，做好小麦的基础研究工作从某些角度来说有助于稳定世界粮食供给稳定。对小麦遗传多样性的研究，有助于小麦种质资源的收集、评价与保存；有助于杂交小麦中的亲本选配。遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。种内遗传多样性越丰富，物种对环境变化的适应能力也就越强，育种成效的贡献也越大。由于现代育种技术的不科学发展，农作物品种基因流失，极大地降低了农作物的遗传多样性,狭窄的遗传基础不仅限制了作物产量和品质的进一步改良，而且使作物对生物性和非生物性环境胁迫的脆弱性增加。遗传多样性的表达是通过大量基因的重新组合或改变来实现的，只有充分了解作物的遗传多样性，才能有目的种质创新和作物改良工作，使遗传多样性保护与利用为人类社会的发展做出贡献。通过对农作物遗传多样性的研究，能够为农作物遗传资源考察收集的取样、物种和变种的分类、农作物品种的演化过程、遗传资源核心种质的建立提供理论依据，加速育种进程，使粮食生产步入更加科学合理和可持续发展的轨道上来。综上所述，非常有必要对我国小麦的遗传多样性展开综合性的研究。
　　目前遗传多样性的研究可从农艺数量性状、生化标记、以及直接检测DNA水平的分子标记等方面入手。分子标记技术一种通过直接检测DNA分子碱基序列变异程度来鉴别研究材料的一种新型遗传标记。
　　SSR分子标记具有高多态性、多等位性、共显性、分类学专化性、稳定性好、操作技术简单等特点，是十分有用的遗传标记，目前已广泛应用于动、植物遗传图谱构建、系统发育和遗传多样性研究、品种及基因型鉴定、目的基因及QTL的标记和标记辅助选择育种等研究，故采取此分子标记方法来对小麦资源的多样性进行研究。
　　本项研究试图利用分子生物学技术，通过SSR分子标记，对西北春麦区、青藏春冬麦区、新疆冬春麦区、北方春麦区、东北春麦区、华南冬麦区、西南冬麦区、长江中下游冬麦区、北方冬麦区、黄淮东麦区这十个麦区共计60份小麦样品的不同地方品种进行遗传多样性分析，以期探究我国小麦地方品种之间遗传多样性，测量各个地方品种之间的遗传距离，并为小麦育种工作提供参考资料和理论基础。
　　本实验通过DNA序列数据库筛选小麦染色体上的SSR位点，再根据SSR两侧序列在同一物种内高度保守的特性，设计一对特异性引物来扩增这60份小麦叶片的SSR序列，再经聚丙烯酰胺凝胶电泳、染色，通过比较谱带的相对迁移距离和出现的谱带数据特征，得到该品种在某个SSR座位上的多态性信息。
　　本试验利用23对SSR引物，共扩增到96个不同片段大小的产物，平均每对4.6个产物。其中，产生片段条数较多且条带非常清晰的引物为分别定位在5A、5B、6A、6D染色体的xgwm499、xgdm98、xgwm334、xgwm186，其中，定位在6A染色体上的引物xgwm334带数最多达到了19条，本试验所用的引物扩增的条带超过4条的引物占到了引物总数的48％，且有23个引物显示了多态性，实验结果很好地展示了该试验方法的高灵敏度。实验结果验证了SSR标记确系研究小麦种质遗传差异的有效分子标记之一。本实验结果证明我国的小麦地方品种有着极其丰富的遗传多样性，其GD值变异范围为0.261—1.256，其中，长江中下游冬麦区的39号（火烧头）与40号（和尚头）品种间遗传距离最低，GD值最大的为柳州小麦和白麦品种。本试验所用23对SSR引物能将供试的60个品种区分开，各大生态区品种并没有聚在一起，说明各小麦生态区的多样性都仍然保持着其各自的多样性。

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第1章 绪论

1.1 遗传多样性的研究方法

1.2 我国小麦遗传多样性的现状

1.3 SSR分子标记技术发展历程

1.4 本研究内容

1.5 研究目的

第2章 遗传标记的发展简况

2.1 形态标记

2.2 生化标记

2.3 细胞标记

2.4 分子标记

2.5 小结

第3章 分子标记技术

3.1 分子标记技术主要技术手段

3.2 分子标记概念

3.3 分子标记的应用

3.4 小结

第4章 SSR分子标记技术

4.1 SSR分子标记技术原理

4.2 SSR分子标记技术特征

4.3 常规SSR分子标记技术步骤

4.4 序列标签微卫星整合技术

4.5 SSR分子标记在遗传育种中的应用

4.6 小结

第5章 小麦遗传多样性的研究

5.1 农作物遗传多样性的现状

5.2 小麦遗传多样性的重要性

5.3 小麦遗传多样性的研究手段

5.4 中国小麦种质资源现状

5.5 小麦地方品种

5.6 小麦生态区域的划分

5.7 小结

第6章 实验

6.1 试验材料

6.2 试验步骤

6.3 数据处理

6.4结果分析

6.5 讨论

6.6 小结

结论

参考文献

致谢

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