基于SSR的中国野生菰种质资源遗传多样性和遗传结构分析

摘要

菰属（Zizania）在全球共有4种，分别为水生菰（Zizania aquatica），菰(Zizanialatifolia)，沼生菰（Zizania palustris）和得克萨斯菰（Zizania texana）。除菰分布于东亚地区外，其他3个种均分布于北美洲。作为菰属4种之一的中国菰（Zizanialatifolia），广泛分布于中国的东北、华中，东南及西南地区的湖泊、沼泽及湿地环境中。因其自身具有极高的营养价值、生态价值、观赏价值和基因价值，使得菰的应用前景日益广阔。近年来，越来越多的国内外研究者将目光投入到对菰属植物的研究上，但是无论在遗传多样性还是遗传结构方面，所做的研究都远远不够。本文对中国境内野生菰进行全面调查和取样，从24对菰SSR分子标记中筛选出7对理想标记，对中国5大区的25个野生菰居群遗传多样性和遗传结构进行了研究。以期完善我国野生菰资源基础信息资料，为该物种的保护、种质利用提供相应的理论基础和参考依据。主要研究结果如下:
　　(1)本文对中国野生菰起源、分布、价值及应用研究做了详细介绍。重点阐述了菰在园林建设中的应用，以期有更多的优秀设计师可以关注到菰的观赏及生态价值，将其广泛应用于今后的园林建设和环境修复当中。
　　(2)对中国九大流域和27个省级行政区的典型湖泊、湿地、沼泽、水沟、池塘等适宜野生菰生长的地区进行调研取样。本次踏查发现，多个地区的野生菰居群已消失，有些湖区野生菰居群面积大幅减少，并且前人报道的野生菰生物量较大的一些湖泊流域，也正面临生境丧失危险。通过分析影响野生菰可持续发展的因素，提出相关保护策略。
　　(3)中国野生菰遗传多样性非常丰富，多态性位点百分比高达92.19％，但各居群之间相差较大，其中洪泽湖(HZH)、太湖(TAIH)、洞庭湖(DTH)居群的相对较高，分别为82.18％、71.88％和76.56％，而上海(SH)、慈溪(CX)、巢湖(CHH)、漳州(ZHZ)、成都(CD)、重庆(CQ)居群最低，均为0.00％，导致25个居群平均值只有31.87％;中国野生菰等位基因数(Na)和有效等位基因数(Ne)都较低，分别为1.922和1.448; Nei's基因多样性指数与Shannon's多样性信息指数相对较高，分别为0.256和0.388。
　　(4)中国野生菰居群间遗传变异占60.92％，居群内遗传变异为39.08％，居群之间的遗传变异高于居群内部，AMOVA分析结果同样显示，中国野生菰的遗传变异主要存在于居群间（占51.87％）;居群间平均基因流Nm为0.321，(Nm＜1)，提示遗传漂变在中国野生菰植物的遗传分化中起一定的作用。
　　(5)中国野生菰居群在遗传结构上分为2组，一组以南方居群为主，而除大连之外的北方居群归属另一组;在进化关系上，它们由共同祖先分化出2个支系，其中一个为太湖支系（含1个北方居群和17个南方居群），另一为洪泽湖支系（含5个北方居群和2个南方居群）;各居群间存在一定的地理亲缘性。中国菰的水生习性可较合理解释上述结论。

目录

声明

摘要

英文缩略表

1 文献综述

1．1 遗传多样性概念及重要性

1．2 研究方法

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 分子标记

1．3 亟待解决的问题

2 菰的起源、分布、价值及应用研究

2．1 菰的起源

2．2 分布

2．3 研究价值

2．3．1 基因价值

2．3．2 食用价值

2．3．3 营养价值

2．3．4 生态价值

2．4 菰在园林建设中的应用研究概况

3 中国野生菰种质资源调查

3．1 方法

3．2 结果与分析

3．2．1 采样点地理信息概况

3．2．2 野生菰种质资源调查

3．2．3 问题及建议

4 基于SSR的中国野生菰遗传多样性分析与遗传结构分析

4．1 材料与实验方法

4．1．1 材料

4．1．2 实验所需设备及试剂

4．1．3 实验方法

4．1．4 非变性聚丙烯酰胺凝胶制作及凝胶电泳实验

4．2 生物统计分析软件的介绍

4．2．1 POPGEN

4．2．2 Arlequin

4．2．3 MVSP

4．2．4 Structure

4．3．1 中国野生菰种质资源遗传多样性分析

4．3．2 中国野生菰种质资源遗传结构

5 总结

5．1 中国野生菰分布现状

5．2 中国野生菰遗传进化关系

参考文献

附录

致谢