普通和特用玉米遗传多样性的SSR标记研究

摘要

玉米是异花授粉的，在不同植株之间，由于杂交以及相伴随的连续的基因互换会创造出新的遗传变异库，其后在自然选择和人工选择的作用下，产生在相当程度上不同于原始亲本种质的新种质。因此，栽培玉米形态的变异范围是很大的。1933年，依据胚乳质地类型及稃壳的有无，栽培玉米被分为8群：硬粒型、马齿型、粉质型、糯质型、甜质型、爆裂型、甜粉型、有稃型等。生核所玉米课题组自上世纪90年代以来便收集和创建了一批玉米自交系材料，包括硬粒型、马齿型、糯质型、甜质型、爆裂型等，本研究拟采用用SSR标记对它们的遗传多样性进行研究。其余三种类型包括粉质型、甜粉型、有稃型等由于不易收集或者种植意义不大没有用于研究。 首先研究了特用玉米(包括糯质型、甜质型、爆裂型三种类型)的遗传多样性。研究利用SSR标记分析了20份包含上述三种类型玉米自交系的亲缘关系。用15对扩增带型稳定的SSR引物，从供试材料中检测出67个等位基因变异，每对引物检测到等位基因2.10个，平均4.66个。SSR引物的PIC介于0．43-0．88之间，平均多态性信息量为0．675。UPGMA方法聚类分析表明，甜玉米和糯玉米亲缘关系最近，个别爆裂玉米自交系与糯玉米亲缘关系较近，大部分爆裂玉米与前两者的亲缘关系很远。 硬粒型、马齿型玉米与爆裂玉米自交系的亲缘关系也采用SSR标记来研究。用23对扩增带型稳定的SSR引物，从供试材料中检测出100个等位基因变异，每对引物检测等位基因2.10个，平均4.35个。SSR引物的PIC介于0．4261-0．8877之间，平均多态性信息量为0．69l。按UPGMA法对43份玉米自交系进行聚类分析。聚类分析表明，爆裂玉米、硬粒型玉米以及马齿型玉米自交系并不能严格地划分为三大类，但爆裂玉米与其余两类玉米自交系遗传距离均较大。此外，硬粒型和爆裂型玉米自交系间的平均遗传距离与马齿型和爆裂型玉米自交系问的平均遗传距离在0．0l水平上差异极显著。据此，在硬粒型玉米、马齿型玉米、爆裂玉米三类种质中，硬粒型玉米与爆裂玉米自交系亲缘关系较为接近。 为了分析普通玉米和特用玉米自交系的亲缘关系，利用SSR标记研究了包含硬粒型、马齿型、糯质型、甜质型、爆裂型等五种类型的64份玉米自交系。用30对扩增带型稳定的SSR引物，从供试材料中检测出116个等位基因变异，每对引物检测出等位基因2-10个，平均3.87个。SSR引物的PIC介于0．306-0．893之间，平均多态性信息量为0,717。按UPGMA方法对供试自交系进行聚类，以遗传距离0.586为基准，可将材料划分为11类。64份自交系的SSR标记聚类分析表明，普通玉米与特用玉米糯玉米、甜玉米、爆裂玉米等并不能严格地各自划为一类，而是分散地聚在一起：只有亲缘关系较近的特用玉米自交系聚在一起，部分特用玉米与普通玉米聚在一起，据此推测部分特用玉米具有丰富的普通玉米种质资源遗传背景。此外特用玉米自交系间的遗传距离与普通玉米自交系间的遗传距离差异达到0．01的极显著水平。据此，我们认为不同类型特用玉米间、特用玉米与普通玉米间的遗传差异较大，特用玉米在进化和选育过程中积累并保存了丰富的遗传变异。

目录

文摘

英文文摘

第1章 文献综述

1.1栽培玉米的分类

1.2普通玉米和特用玉米

1.2.1特用玉米形成机理

1.2.2特用玉米类型简介

1.2.3特用玉米生产和发展现状

1.3分子标记技术——研究植物遗传多样性

1.3.1分子标记技术简介

1.3.2典型分子标记类型简介

1.3.3利用SSR分子标记研究植物遗传多样性

1.3.4分子标记研究植物遗传多样性的意义——划分杂种优势群

1.3.5立论和研究内容

第2章 特用玉米亲缘关系的SSR标记分析

2.1.材料与方法

2.1.1材料

2.1.2方法

2.1.3统计分析

2.2、结果与分析

2.2.1 SSR标记结果分析

2.2.2 20份特用玉米自交系的聚类分析

2.3.小结

第3章 硬粒马齿爆裂型玉米遗传关系的SSR标记研究

3.1材料与方法

3.1.1供试材料

3.1.2 SSR分析

3.2结果与分析

3.2.1 SSR标记分析

3.2.2 SSR标记聚类分析

3.2.3硬粒型玉米、马齿型玉米、爆裂玉米遗传距离分析

3.3小结

第4章 普通和特用玉米的SSR标记聚类

4.1材料与方法

4.1.1供试材料

4.1.2田间种植方法及数据处理

4.1.3 SSR分析

4.2结果与分析

4.2.1普通玉米和特用玉米SSR分析

4.2.2普通和特用玉米SSR标记聚类分析

4.2.3表型性状聚类与SSR标记聚类的比较

4.2.4普通玉米和特用玉米遗传基础比较分析

4.3小结

结论

致谢

参考文献

附录一 溶液配方

附录二 6％变性聚丙烯酰胺程序

攻读硕士学位期间发表论文情况