基于SSR和ISSR梁子湖野生菰种质资源遗传多样性研究

摘要

菰（Zizania latifolia）又名茭白为禾本科（Gramineae）菰属（Zizania L.）多年生植物，在中国南至海南，北至黑龙江皆有分布。菰具有良好的抗逆性和特性常被运用在园林造景和园林绿化上，并作为一种优良的水稻育种选用的外源基因库。菰根茎粗壮、易分蘖，在园林中易形成成片成片的湖岸景观，植株能够吸收水体中的重金属，对环境起到修复的作用;基因具有的抗纹枯病、白叶枯病和不感稻瘟病等能力，是水稻所欠缺的优良性状。菰米富含丰富的营养，被人们用作高级的烹饪食材。当菰茎杆受到黑粉菌感染之后，组织膨大常被当作食用蔬菜，名称“茭白”。梁子湖湖泊形成特殊，地形结构独特，生物多样性丰富，从1955年文献记载至今，长期有前人对梁子湖植物群落进行调查研究。但目前还未见有详细对梁子湖野生菰资源遗传多样性的研究和调查。本研究对梁子湖野生菰资源进行全面、细致的调查，以期完善梁子湖地区野生菰资源基础资料，明确该地区野生菰种质资源和遗传多样性的情况，根据当地野生菰种质资源为保护和利用提供一定的基础资料，研究结果如下: 根据梁子湖地形，利用前期的文献查阅、走访等形式并结合后期实地调研采集。绕湖一圈对梁子湖野生菰资源进行调查，从实地调查中采集了42个梁子湖野生菰居群的样本资料，并对该地区水质、环境、生长状况、植株大小等进行了详细记录，以便之后的文字分析和描述，并结合实际情况，对今后提出了一些观点和结论。 利用吴国林从1113对水稻SSR标记中筛选出19对标记，经过再次筛选出9对清晰、稳定的SSR标记对梁子湖野生菰资源进行遗传多样性分析。42个野生菰居群的108个供试样本共扩增出71条谱带，其中有70条表现为多态性带谱，多态位点比率为98.59％。用Pop gene软件分析显示，居群间的Nei's基因多样性指数He=为0.336，Shannon信息指数为I*=0.506，居群间的遗传距离范围在0.0540～0.8226之间，平均遗传距离为0.2674。利用MEGA软件中的UPGMA法把42个居群分成4组，与主成分分析(PCA)结果大径一致。 从吴国林优化和建立的ISSR标记中选出13对清晰、稳定的标记对梁子湖野生菰资源进行遗传多样性分析。42个野生菰居群的108个供试样本共扩增出72条谱带，其中有62条表现为多态性带谱，多态位点比率为86.1％。用Pop gene软件分析显示，居群间的遗传距离范围在0.0626～0.6272之间，平均遗传距离为0.244，居群间的Nei's基因多样性指数He=为0.2963，Shannon信息指数为I*=0.4449。利用MEGA软件中的UPGMA法42个居群分成4组，与主成分分析(PCA)结果大径一致。 利用SSR和ISSR数据比较后，两个标记在信息量检测中显示，SSR标记的多态位点比率高出ISSR标记多态位点比率12.49％，SSR标记比ISSR标记有较高的分析效率。两个标记在遗传距离和遗传相似系数的比较中，从遗传距离和相似系数等参数分析中表明，SSR和ISSR二种标记得出的结果非常相近。两个标记在AMOVA分子变异分析中均表明梁子湖野生菰种群变异发生在居群内。两个标记在聚类分析结果中，均将42个野生菰居群分为4大类，42份种质资源中有33份重合在相应的类别上，重合率为78.57％。

目录

声明

摘要

第1章 综述

1．1 遗传多样性的概念及意义

1．2 遗传多样性研究的方法

1．2．1 形态学标记

1．2．2 细胞学标记

1．2．3 生物化学标记

1．2．4 分子遗传标记

1．3 菰的概述

1．3．1 菰的价值及其利用

1．3．2 菰在遗传标记的研究

第2章 梁子湖野生菰种质资源调查

2．1 梁子湖概况

2．1．1 梁子湖形成及演变

2．1．2 地理位置及组成

2．1．3 气候及水文

2．1．4 土壤

2．2 梁子湖野生菰种质资源调查

2．2．1 前人研究成果

2．2．2 研究方法

2．2．3 样品采集点地理信息

2．3 梁子湖野生菰种质资源分析

2．4 梁子湖野生菰生境面临的挑战

2．5 讨论

第3章 梁子湖野生菰遗传多样性SSR分析

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．4 SSR-PCR反应

3．1．5 SSR扩增产物的检测

3．1．6 数据统计分析

3．2 结果与分析

3．2．1 梁子湖野生菰的遗传多样性分析

3．2．2 遗传多样性分析

3．2．3 遗传距离和遗传相似系数

3．2．4 AMOVA分子变异分析

3．2．5 聚类分析

3．3 讨论

第4章 基于ISSR标记对梁子湖野生菰遗传多样性数据分析

4．1 材料与方法

4．1．1 实验材料

4．1．4 ISSR-PCR反应

4．1．5 ISSR扩增产物的检测

4．1．6 数据统计分析

4．2 结果与分析

4．2．1 梁子湖野生菰的遗传多样性分析

4．2．2 遗传多样性分析

4．2．3 遗传距离和遗传相似系数

4．2．4 AMOVA分子变异分析

4．2．5 聚类分析

4．3 讨论

第5章 野生菰资源遗传多样性SSR和ISSR比较研究

5．1 材料与方法

5．1．1 材料

5．1．2 SSR分析和ISSR分析

5．1．3 数据处理与分析

5．2 结果与分析

5．2．2 两种标记间的遗传距离与遗传相似系数比较

5．2．3 AMOVA分子变异分析

5．2．4 聚类分析结果比较

5．3 讨论

参考文献

附录

致谢