利用SSR分析山西玉米地方品种的遗传多样性

摘要

种质遗传基础狭窄是我国玉米育种的主要限制因素。在玉米地方品种蕴涵有优良基因，是玉米育种的宝贵资源。山西省地理位置特殊，大面积为山区，南北差异和垂直差异较大，它是华北平原区向西部山地、黄淮海温带作物区向高寒作物区的过渡区域，地形复杂。不同的玉米品种经过长期的驯化，形成了适应不同的生态环境的遗传丰富的玉米农家品种，是不可多得的种质资源。分析和利用山西玉米地方种质资源的遗传多样性，对扩大玉米种质基础具有重要作用。以DNA为基础的SSR分子标记技术具有许多优点诸如:操作简单，多态性高，大部分标记为共显性，对生物体的影响表现为中性，和不良性状无必然连锁，不受时间和空间的限制等优点。因此在遗传多样性分析等方面得到广泛应用。本文采用混合取样方法和SSR分子标记技术，利用均匀覆盖在玉米10条染色体上的48对引物对38个地方品种DNA样品进行PCR扩增，分析山西省38个玉米地方品种的遗传多样性及其之间的遗传关系。研究结果如下:
　　148对引物在38个地方品种中共扩增出368个等位基因，每个SSR位点的等位基因数为2～16个，平均为7.67个;平均多态性信息量为0.76，变化范围0.24-0.89之间，第12号引物检测到等位基因数最多为16个。检测出稀有等位基因185个，占全部等位基因的50.3％;特有等位变异21个，占全部等位基因的5.7％。
　　2几乎在所有的地方品种上检测到的等位基因数都在40个以上，如23号材料沁源白土玉米，20号材料屯留小玉茭上48对引物总共检测出的等位基因数分别为50和59个，说明这几个材料的遗传变异比较丰富。值得注意的是祁县的农家种玉米遗传多样性更加丰富，每个材料通过48对引物检测出的等位基因数都在41个以上，祁县的小头白玉米和六十日及小白玉米都分别检测出47个等位基因;祁县的白马牙，白洋玉米，软白玉米检测出的等位基因数分别为42，43，41个。
　　338个玉米地方品种之间的遗传相似系数在0.87到0.53之间。其中，吉县小白玉米与大宁县白马牙的遗传相似系数最高为0.87，表明这两个地方品种的遗传距离较近，种质遗传基础差异比较小。沁源白马牙和和顺白玉米的遗传相似系数最小为0.53，表明这两个地方品种的遗传距离最远，种质遗传基础差异大。
　　4根据遗传相似数矩阵，按照UPGMA进行聚类分析，得到152个混合样本SSR分析聚类图。再由152个混合样本的遗传相似系数矩阵计算出38个品种之间成对品种的平均遗传相似系数矩阵，得到38个品种的树状聚类图。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 国玉米的生产状况

1．2 国内外玉米种质资源的利用现状及改良的紧迫性

1．2．1 国外玉米种质资源的利用现状

1．2．2 国内玉米种质资源研究现状

1．2．3 种质基础狭窄的危害与改良的紧迫性

1．3 我国玉米地方品种概述、传播、形成及种植区域划分

1．3．1 玉米地方种质资源的概述

1．3．2 玉米在我国境内的传播

1．3．3 我国玉米地方品种的形成

1．3．4 我国玉米地方品种种植区域的划分

1．4 我国玉米地方种质资源的收集与核心种质的构建

1．4．1 我国玉米地方品种的收集情况

1．4．2 我国玉米地方品种核心种质的构建

1．5 玉米地方品种遗传多样性分析的意义及常用的手段

1．5．1 遗传多样性研究概念和意义

1．5．2 遗传多样性分析的手段

1．5．3 不同玉米地方品种遗传多样性研究进展

1．6 本项研究的目的和意义

1．7 本研究的技术路线

第二章 材料与方法

2．1 材料

2．1．1 农家种材料

2．1．2 6个标准种质

2．2 方法

2．2．1 幼苗的培养

2．2．2 DNA的提取

2．2．3 DNA浓度的检测

2．2．4 引物筛选

2．2．5 PCR的扩增

2．2．6 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳

2．2．7 数据分析

第三章 结果与分析

3．1 DNA质量的检测

3．2 PAGE电泳结果

3．3 SSR标记分析

3．4 每个材料用48对引物检测到的稀有和特有等位基因数

3．5 对山西省玉米地方品种的遗传相似性分析

3．6 聚类结果和类群的划分

3．6．1 聚类结果

3．6．2 山西省38份玉米农家种的类群划分

第四章 讨论

4．1 利用SSR标记分析玉米遗传多样性时的取样策略

4．2 从不同材料检测到的稀有和特有等位基因数目的探讨

4．3 同一个材料不同来源的比较

4．4 针对混合样本的引物选择问题

第五章 结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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