苎麻属野生种质资源遗传多样性研究分析

摘要

苎麻(Bochmeria nivea L.)为荨麻科(Urticaceae)苎麻属(Bochmeria)多年生韧皮纤维作物，在我国有着悠久的栽培和加工历史，被世界称之为“中国草”。目前，育种工作面临着艰巨的任务，主要是缺少优良纯合亲本材料。但是野生种质资源蕴藏的优良基因丰富，因此，对于野生种质资源遗传多样性的研究，对其相关优良基因的挖掘是相当急切的，这同时对于提高我国苎麻的育种水平和效率也是有着十分重要的意义。
　　 本研究通过对苎麻属野生资源基因组大小的测定，并采用cpDNA分子标记的方法，对苎麻属野生种质资源遗传多样性进行了研究，得到如下结果：
　　 1.先后多次赴云南、贵州、四川、江西以及湖北省周边地区进行野生材料的搜集，目前已经成功的搜集到了大约150份材料(分属9个种)(见附录)，并且成功建立了华中农业大学苎麻属野生种质资源圃。
　　 2.以水稻(Oryza sativa)中花11(ZH11)为内标，用流式细胞仪对水稻和苎麻属样品的DAPI发射荧光强度进行测定，通过比较水稻和苎麻属样品峰值的倍性关系，计算出苎麻属基因组大小。对苎麻属中5个种和1种荨麻进行重复测试，测定得到其基因组大小：荨麻(Urticaceae)的基因组大小为716.67Mb，即2C DNA含量是1.47pg(以1 pg DNA=0.978×109 bp计算)；水苎麻(B.macrophylla)2C DNA含量是1.05pg，微绿苎麻(B.nivea)为1.47pg，大叶苎麻(B.longispica)为1.41pg，悬铃木叶苎麻为(B.tricuspis)1.32pg，华苎5号(huazhu N0.5)为1.05pg。本研究首次报道了苎麻属植物基因组大小，一定程度上弥补了苎麻属基因组信息的空白，也为即将着手苎麻属植物全基因组大小的测定提供基础研究。
　　 3.应用叶绿体rcbl基因和trnS-trnfM分子标记技术对苎麻属(5个种)野生材料进行分析，得到阳性克隆序列，并对测序得到的结果在NCBI中GenBank进行比对，同源性高达100%，证明了扩增产物的可信性。采用CLUSTAL X软件进行对位排列后再进行手工校正，然后分别用MEGA3.1软件构建分子系统树。构建的系统发育树表明，外来群荨麻和苎麻明显聚成两大类群，证明该聚类分析准确。其中在0.007水平上将苎麻属的几种材料分成了2个类群，其中还分成了几个亚类。其中大叶苎麻和悬铃木叶苎麻聚在了同一类。微绿苎麻和水苎麻聚在了2、3两个亚组。栽培种华苎5号和野生种聚在不同组。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.苎麻资源分布概况

1.1 苎麻种质资源的分布情况

1.2 苎麻野生种质资源的收集概况

1.3 苎麻野生种质资源的保存

2.基因组大小的研究进展

2.1 物种基因组大小研究进展

3.苎麻种质资源评价研究

3.1 形态学标记研究

3.2 细胞学标记研究

3.3.生化标记研究

3.4 DNA分子标记研究

4 存在的问题

5 本研究拟解决的关键问题

第二章 基于流式细胞分析技术测定苎麻属基因组大小

1 引言

2 材料和方法

2.1 实验材料

2.2 主要仪器和设备

2.3 分离缓冲液

2.4 荧光探针

2.5 实验流程

3 结果与分析

3.1 实验材料优化

3.2 染色时间条件优化

3.3 基因组大小测定结果

4.讨论

4.1 实验材料的选择

4.2 试验时间的选择

4.3 参照样本选取

4.4 碎片产生的原因和解决方法

第三章 部分苎麻属cpDNA PCR分析

1 引言

2 材料与方法

2.1 材料

2.2 仪器和设备

2.3 试剂

2.4 基因组DNA的提取

2.5 主要试剂及其配方

2.6 PCR反应与产物检测

2.7 PCR反应体系的建立

2.8 测序

2.9 序列数据分析

3 结果与分析

3.1 DNA的提取

3.2 退火温度的筛选

3.3 区域序列比较

3.4 序列分析

3.5 聚类分析

4 讨论

4.1 DNA的提取

4.2 cpDNA扩增程序优化

4.3 苎麻属cpDNA分析结果比较

第四章 主要结论和研究展望

1 主要结论

1.1 搜集一批野生材料

1.2 苎麻属几种材料基因组大小测定

1.3 进行苎麻属(5个种)野生材料cpDNA序列分析和遗传多样性研究

2 研究展望

参考文献

附录

致谢