湖北省大别山区乌桕性状变异及ISSR分析

摘要

乌桕(Sapium sebiferum Roxb.)为大戟科乌桕属,原产于中国,为重要的木本油料树种之一,在我国许多地方分布着规模不等的乌桕种植区。湖北省大别山区是乌桕的重要种植区之一。本研究从湖北省大别山区(大悟、英山、麻城、罗田)采集72株乌桕样品,进行了各性状间的变异性分析和相关性分析,并对湖北省4个乌桕主产区进行遗传多样性分析和种质资源起源分析,为采穗圃和种质资源圃的建立提供技术支持,也为湖北省乌桕资源的评价、利用与保护提供理论基础。其研究结果如下:
　　(1)湖北省大别山中部地区乌桕变异性分析:湖北省大别山中部区乌桕数量性状变异明显,其变异产生在4个产区内(英山、大悟、罗田、麻城),而4个产区内间的变异不大。
　　(2)乌桕单株各数量性状特征变异性分析:在单株间的数量性状特征指标中,不同性状的变异频率不同,果序长度的变异最大,达到了57.70％,叶形指数的变异最小,变异系数为4.65％。
　　(3)大别山整个中部区的数量性状与产量、产油率主成分分析:前6个主成分累计贡献率达为84.18％。分别指向反映果实的生长发育、产量、含油率、光和产物积累量,其主成分构成因素合理,能够较客观地揭示乌桕优良植株主成分的向量特性,完全符合分析要求。
　　(4)乌桕单株间的聚类分析:以果序长、果序平均结果数、果枝比、叶形指数、种籽数、千粒重等10个数量性状进行聚类,聚类结果显示各单株大致是按果穗类型聚为2大类。
　　(5)大别山中部地区数量性状与产量、产油率相关性分析:本研究中对影响单株产量和单位冠幅产量的各性状因素进行相关性分析显示,各性状与产量之间都达到了极显著相关,单株产量主要由果序种籽数、果序长、果枝比3个数量性状决定;而单位冠幅产量主要与千粒重、果序长、果枝比3个性状决定,呈显著正相关关系,并且相关程度呈现出增大的趋势;乌桕果序长、果序平均结果数、果枝比等数量性状与产油率相关关系不大。
　　(6)乌桕不同组织DNA提取纯化技术体系为:提取液用量350ul,苯酚-氯仿-异戊醇用量350ul,异丙醇用量450ul,水浴时间50min,RNase A酶加入量为TE溶解液10:1能彻底除去RNA,另外提取缓冲液中要加入1.5％p-巯基乙醇和2.5％聚乙烯吡咯烷酮。
　　(7)适合乌桕不同组织ISSR-PCR反应体系为:20μl PCR反应体系中包括,20ng/ml的DNA模板1μl,2U Taq聚合酶0.2μ1,50mmol·L-1Mgcl1.5μl,10mmol·L-1dNTPs0.2μl,10 mmol·L-1Buffer2μl,2.0μmol·L-1 Primers1.5μl,加双蒸水补齐至20μl。
　　(8)引物筛选:用10条引物对4个主产区的共72个乌桕叶片DNA进行PCR扩增,共得到137条清晰的扩增谱带。其中,在137条可统计条带中,多态性条带为121条,多态位点百分率(PPB)为93.5％,引物平均多态性为88.01％。
　　(9)湖北省大别山中部区乌桕ISSR分析:在整体物种水平上的遗传多样性各参数值分别为:PPB=96.82％,AO=1.9682,AE=1.4812,HE=0.2814,HO=0.3889;在整体群体水平上的遗传多样性各参数值分别为:PPB=85.91％,AO=1.8142,AE=1.3871,HE=0.2188,HO=0.2554;因此,整体水平上的遗传多样性参数很高。
　　(10)4个主产区间遗传多样分析:大悟、英山、罗田、麻城4个县市乌桕群体的多态位点百分率(PPB)分别为:89.31％、80.96％、68.86％、88.74％。其中,大悟县乌桕群体的多态性最高(PPB/％=89.31％),其次为麻城群体(PPB/％=88.74％)和英山群体(PPB/％=80.96％),罗田县乌桕群体(PPB/％=68.86％)的多态性最低。
　　(11)4个主产区间的遗传关系:计算了乌桕各县市群体间的Nei’s遗传一致度(Ⅰ),其中大悟、英山、麻城的遗传一致度很高,罗田的遗传一致度最低;从UPGMA聚类图上得出,这4个县市的乌桕明显分为2大组。英山和大悟乌桕亲缘关系最近,先聚合成一支;罗田和麻城两群体间亲缘关系最近,聚合成一支,接着两个分支又聚到一起组成一个大分支。

目录

摘要

Abstract

缩略表

前言

第一章 乌桕研究进展

1 乌桕生物学特性

2 乌桕资源分布

3 乌桕综合开发利用

3.1 乌桕木材

3.2 乌桕油脂

3.3 乌桕药用

3.4 乌桕绿化

3.5 乌桕生态功能

4 分子标记方法

4.1 RFLP

4.2 RAPD

4.3 AFLP

4.4 SSR

4.5 SRAP

4.6 SCAP

4.7 ISSR

5 ISSR分子标记的研究进展

5.1 ISSR标记的特点

5.2 ISSR标记在遗传分析中的应用

6 研究意义

第二章 乌桕数量性状的变异性分析

1 采样地概况

2 试验材料

3 试验仪器及试剂

4 试验方法

4.1 乌桕生物学性状的测定方法

4.2 乌桕含油率测定方法

5 结果与分析

5.1 大别山中部地区乌桕数量性状指标及变异状况

5.2 四产区间乌桕性状变异

5.3 大别山中部区乌桕数量性状的方差分析

5.4 四产区间乌桕数量性状方差分析

5.5 四产区内乌桕数量性状方差分析

5.6 乌桕性状之间的相关性分析

5.7 大别山中部地区乌桕数量性状间主成分分析

5.8 乌桕数量性状间线性回归分析和聚类分析

6 讨论

6.1 大别山中部地区、各个地区间以及地区内的变异性分析

6.2 乌桕数量性状特征变异性分析

6.3 乌桕性状主成分分析与优良品种的评价

6.4 乌桕性状的相关性分析

第三章 湖北省大别山区72个乌桕无性系的ISSR分析

1 样地概况

2 试验材料

3 试验仪器与试剂

4 试验方法

4.1 基因组DNA提取方法

4.2 DNA纯度及浓度检测

4.3 PCR扩增程序

4.4 引物筛选

4.5 数据处理

5 结果与分析

5.1 不同方法提取DNA纯度和浓度检测

5.2 不同方法提取DNA电泳效果

5.3 不同方法提取DNA的ISSR扩增效果

5.4 不同方法提取DNA内切酶电泳效果

5.5 不同的处理提取DNA电泳效果

5.6 引物筛选结果

5.7 乌桕群体和物种水平的遗传多样性

5.8 四个乌桕产区遗传多样性

5.9 四个乌桕产区遗传分化

5.10 乌桕群体的聚类分析

6 结论与讨论

6.1 不同提取方法对乌桕基因组DNA提取效果的影响

6.2 不同的处理对乌桕基因组DNA提取效果的影响

6.3 样本数量对遗传变异分析的影响

6.4 湖北省大别山区乌桕的遗传多样性

6.5 乌桕产区间的遗传关系

6.6 乌桕遗传多样性的利用、保护及研究

参考文献

致谢

附录

硕士期间发表的论文