锥栗遗传多样性SRAP分析

摘要

锥栗为壳斗科栗属植物，是我国重要的木本粮食树种。我国长江以南锥栗资源丰富，自然分布广，类型多样，但大多资源处于野生状态，遗传背景复杂。为充分挖掘利用锥栗野生种质资源和科学合理评价现有品种资源，本文应用SRAP分子标记方法，以湖南野生锥栗资源为主，对采自湖南、浙江、四川、贵州、福建五省的17份野生锥栗居群资源及23个锥栗栽培品种进行了遗传多样性分析，旨在为锥栗遗传背景分析和种质创新提供依据。主要研究结果如下:
　　1、建立了适用于锥栗的SRAP-PCR最佳反应体系:总体积20μL时，模板DNA浓度40ng，Taq酶浓度2.0U，Mg2+浓度1.8mmol/L，dNTP浓度0.28mmol/L，引物浓度0.6μmol/L。
　　2、筛选出适合锥栗SRAP遗传多样性分析的引物。利用10个随机挑选出的模板从100个引物组合中筛选出15个扩增条带清晰、稳定性好、多态性高的引物组合，即Em1-Me2、Em1-Me3、Em2-Me1、Em2-Me2、Em2-Me3、Em3-Me2、Em3-Me5、Em5-Me2、Em7-Me1、Em7-Me3、Em9-Me7、Em9-Me9、Em9-Me10、Em10-Me6、Em10-Me10。
　　3、17个野生锥栗居群的SRAP遗传多样性分析表明野生锥栗遗传多样性丰富，是锥栗种质创新的重要来源。
　　本研究利用筛选出的15个引物组合，对17个野生锥栗居群的221个样本进行扩增，共扩增出221个位点，平均多态位点数为155.06，多态百分率为70.16％。总遗传多样性指数(Ht)、居群内遗传多样性指数(Hs)、Nei's基因多样性指数、Shannon's信息指数分别为0.3636、0.2466、0.2460、0.3677，说明野生锥栗居群具有较高的遗传多样性和变异度。其中，衡山(HS)居群的多态率最高，为85.07％，吉首小溪村(JS)居群次之，为83.26％，表明衡山、湘西一带为湖南省野生锥栗居群遗传多样性最丰富的区域。17个居群间基因分化系数(Gst)为0.3217，基因流（Nm*）为1.0541，反映出种级水平上有67.83％的遗传变异存在于居群内部，居群基因交流频繁。
　　UPGMA聚类分析表明，浏阳溪江居群和衡山居群间的遗传相似性最大，亲缘关系最近;贵州黎平居群和岳阳月田镇居群间的遗传相似性最小，表明它们的亲缘关系最远，遗传差异较大。
　　4、23个锥栗品种的SRAP遗传多样性分析:
　　利用筛选出的15个引物组合，对23个锥栗品种进行扩增，扩增出来的片段大小主要在150～2500bp之间，共扩增出221个位点，多态位点有197个，占比89.14％，说明锥栗品种间具有较高的遗传多样性水平。23个锥栗品种的遗传相似性系数在0.66～0.85之间，且在遗传相似性系数为0.66处，大尖嘴单独聚为一类，反映出它的遗传基础与其他品种具有较大的差异;在遗传相似性系数最大处，华栗2号和铁锥被聚为一类，表明这两个品种亲缘关系最近，遗传差异最小。
　　此外，本研究还构建了Em1-Me2、Em2-Me1、Em2-Me2和Em2-Me34个引物组合的SRAP数字指纹图谱，为锥栗品种的快速鉴定提供了参考依据。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 锥栗概述

1．1．1 形态学特征

1．1．2 生长习性

1．2 遗传多样性

1．2．1 遗传多样性的概念及意义

1．2．2 遗传多样性的研究方法

1．2．3 SRAP分子标记技术

1．3 锥栗研究现状

1．3．1 锥栗分布概况

1．3．2 锥栗种质资源开发

1．3．3 锥栗表型变异与遗传多样性研究

1．4 本研究的目的与意义

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究目的

1．5 技术路线

2 材料与方法

2．1 研究材料

2．1．1 17个野生锥栗居群资源

2．1．2 23个锥栗品种资源

2．1．3 主要仪器及设备

2．1．4 主要试剂

2．1．5 引物序列及合成

2．2 方法

2．2．1 基因组DNA提取

2．2．2 基因组DNA完整性检测

2．2．3 基因组DNA纯度与浓度检测

2．3．4 锥栗SRAP-PCR反应体系的建立与优化

2．3．5 引物筛选

2．3．6 SRAP-PCR产物检测

2．3．7 数据处理

3 结果与分析

3．1 锥栗基因组DNA的质量检测

3．2 锥栗SRAP-PCR反应体系的建立与优化

3．2．1 模板DNA浓度对SRAP反应的影响

3．2．2 Taq DNA聚合酶浓度对SRAP反应的影响

3．2．3 Mg2+浓度对SRAP反应的影响

3．2．4 dNTP浓度对SRAP反应的影响

3．2．5 引物浓度对SRAP反应的影响

3．2．6 正交试验直观分析

3．2．7 最优体系稳定性检测

3．3 引物筛选与多态性分析

3．4 17个野生锥栗居群的SRAP遗传多样性分析

3．4．1 遗传多样性分析

3．4．2 遗传结构分析

3．5 23个锥栗品种的SRAP遗传多样性分析

3．5．1 遗传多样性分析

3．5．2 聚类分析

3．5．3 遗传距离与相似性分析

3．5．4 锥栗品种鉴别与指纹图谱构建

4 讨论与结论

4．1 讨论

4．1．1 锥栗SRAP-PCR反应体系的建立与优化

4．1．2 17个野生锥栗居群的遗传多样性

4．1．3 23个锥栗品种的遗传多样性

4．2 结论

5 创新点

参考文献

附录

攻读学位期间的主要学术成果

致谢