基于ISSR分子标记的山茱萸种质资源评价与核心种质构建

摘要

山茱萸（Cornus officinalis Sieb.et Zucc.）是我国独有的多用途经济林树种，也是传统地道的中药材，其果肉具有降血糖、抗休克、抗菌消炎等功效，可以入药和加工食品。山茱萸主产于安徽、陕西、河南和浙江等省，集中分布在伏牛山区、天目山区和秦岭山区。随着山茱萸的发展，种植范围和面积逐渐增加，但其果实的产量和品质等方面却良莠不齐，影响果实的后期加工。因此，在广泛开展山茱萸种质资源调查、收集与评价的基础上，进行山茱萸新品种的选育研究，对推动传统经济林产业的良种化和标准化，具有重要的意义。
　　本论文以河南、浙江、陕西、湖南、河北、安徽、山东、四川、重庆、贵州和山西等11个省（市）采集的129份样品为研究对象，通过ISSR标记分析全国范围内山茱萸种质资源的遗传多样性。在此基础上，对比核心种质的构建方法，进行山茱萸核心种质的构建，对山茱萸种质资源的收集评价和保存利用有重要的指导意义。论文主要研究结果如下：
　　1.本研究共筛选出多态性好、条带清晰的引物11条，用于129份山茱萸种质的多态性扩增。结果显示共扩增到87条条带，多态性条带总数为87条，多态性比例达到100％。山茱萸种质资源的观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数分别为2.0000、1.4388、0.2593和0.4006，表明129份山茱萸具有很丰富的遗传多样性。同时，收集的山茱萸在各地区中也有较高的遗传多样性，其中浙江（Na=1.8851、Ne=1.5051、H=0.2920、I=0.4388）和安徽（Na=1.6552、Ne=1.4075、H=0.2317、I=0.3445)的遗传多样性要高于其他几个省（市），而湖南和河北的遗传多样性最低，且两者的遗传距离最大，说明在DNA水平上存在较大的差异。
　　2.采用UPGMA的方法对山茱萸种质资源进行聚类分析，在遗传相似系数Gx=0.714时分为8个大类群。其中陕西周至3号与山东临朐4号遗传一致性最大（0.989），表明二者的亲缘关系最近；而浙江17号与安徽歙县1号遗传一致性最小（0.368）说明山茱萸个体种质之间可能存在一定的地理隔离。
　　3.采用随机、位点优先两种取样策略和SM、Jaccard、Nei&Li三种遗传距离相结合的方法构建山茱萸核心种质。每种方法5次聚类后，经取样比例和遗传多样性比较，最终确定以第4次取样构建的6组核心种质为初选核心种质。6组核心种质的遗传多样性分别与原种质进行T检验，经比较发现以位点优先取样策略和Nei&Li遗传距离结合构建的34份资源可作为山茱萸核心种质。它保留了原种质26.36%的样品，其多态性位点数、多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数的保留率分别达到100.0%、100.0%、100.0%、103.5%、112.38%和111.58%。结合13个表型性状的分析，进一步证明了构建的核心种质能够代表原种质的遗传多样性。

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中文摘要

1.文献综述

1.1山茱萸种质资源的概况

1.1.1山茱萸的分类地位

1.1.2山茱萸的地理分布范围

1.1.3山茱萸的生物学特性

1.1.4山茱萸的药理作用及利用现状

1.2.遗传多样性研究进展

1.2.1遗传多样性的概念及研究意义

1.2.2遗传多样性研究的主要方法

1.2.3遗传多样性研究常用的分子标记

1.2.4山茱萸遗传多样性的研究进展

1.3核心种质构建研究进展

1.3.1核心种质的概念与构建意义

1.3.2核心种质构建取样方法的研究

1.3.3核心种质评价方法的研究

1.3.4山茱萸核心种质构建的研究进展

2.引言

3.材料与方法

3.1材料与主要仪器试剂

3.1.1样品的采集

3.1.2主要仪器和试剂

3.2试验方法

3.2.1山茱萸基因组DNA的提取与检测

3.2.2ISSR反应体系的优化与引物筛选

3.2.3山茱萸ISSR-PCR扩增结果统计与遗传多样性分析

3.2.4核心种质的构建与评价确认

4.结果与分析

4.1山茱萸种质资源的ISSR扩增结果

4.2山茱萸种质资源的遗传多样性分析

4.2.1全部样品的遗传多样性分析

4.2.2各居群的遗传多样性分析

4.2.3聚类分析

4.3山茱萸核心种质资源构建

4.3.1不同取样策略构建的核心种质结果比较

4.3.2核心种质资源的评价

4.3.3核心种质资源的确认

5.讨论

5.1山茱萸种质资源的遗传多样性

5.2核心种质构建的取样策略

5.3核心种质的评价与确认

6.结论

参考文献

英文摘要