基于SCoT和SSR标记的药用菊花种质资源遗传多样性研究

摘要

菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat）是菊科（Asteraceae）菊属的多年生草本植物，具有很高的观赏价值和药用价值，在观赏园艺及传统医药领域有着广泛的应用。药用菊花品种繁多，遗传背景比较复杂，不过目前药用菊花的种质创新缺少突破性的进展。因此，为了药用菊花的充分利用和种质选育，开展药用菊花种质遗传多样性评价及保护研究是十分急迫和必要的。
　　本研究首先基于数据库中菊花同属近缘种的EST序列开发了一批稳定性、通用性好和多态性高的药用菊花SSR标记。然后利用SCoT和SSR两种分子标记对32份药用菊花进行遗传多样性检测与评价。旨在为药用菊花的品种鉴定、遗传多样性研究及遗传资源道地性保护提供可靠的参考数据，为实现最大限度的保存药用菊花遗传多样性的策略提供科学依据。主要研究方法与结果如下：
　　1、试验建立并优化了SCoT和SSR反应体系：
　　（1）药用菊花SCoT-PCR最佳反应体系（20μL）：含模板DNA10 ng，10×PCR buffer2.0μL，引物0.8μmol/L，dNTPs0.2 mmol/L，Mg2+2.0 mmol/L，Taq酶1.5 U。SCoT-PCR扩增程序：94℃预变性4 min；35个循环（94℃变性1 min，引物Tm值复性1 min，72℃延伸2 min）；72℃延伸10 min，4℃保存。
　　（2）药用菊花SSR-PCR最佳反应体系（20μL）：含模板DNA60 ng，10×PCR buffer2.0μL，正、反向引物各0.25μmol/L，dNTPs0.3 mmol/L，Mg2+3.0 mmol/L，Taq酶1.5 U。SSR-PCR扩增程序：94℃预变性5 min；35个循环（94℃变性40 s，引物Tm值复性40 s，72℃延伸1 min）；72℃延伸10 min，4℃保存。
　　2、基于菊属植物的序列表达标签（EST）序列成功开发药用菊花EST-SSR引物18对，并利用该引物对采自浙江桐乡的杭菊“小洋菊”群体的32个单株进行微卫星位点与多态性分析，结果表明，每个位点等位基因数在3~11个之间，每个位点期望杂合度He为0.5448~0.7639。
　　3、基于SSR和SCoT标记的药用菊花遗传多样性分析：
　　（1）SCoT标记分析：筛选出的32条引物共扩增出872条带，不同引物的多态性百分比在73.08％~100%之间，平均多态性比率为90.02%。多态性信息含量变化范围为0.950~0.993（0.975，PIC>0.5）；各材料的遗传相似系数在0.565~0.882之间。
　　（2）SSR标记分析：成功应用了55对理想引物，共扩增出1319条带，大多数条带大小集中在100~500bp，其中多态性条带有1306条（占98.90%）。不同引物的多态性百分比在92.0%~100%之间。多态性信息含量变化范围为0.938~0.993（0.973，PIC>0.5）；各材料的遗传相似系数范围为0.533~0.809。
　　（3）基于两种标记数据合并后的UPGMA聚类结果显示，药用菊花种质间的遗传相似系数为0.553~0.831，另外通过UPGMA聚类和主坐标分析发现，SCoT和SSR及整合标记（SCoT+SSR）均将32份药用菊花种质聚为两大类，I类包括22份种质，II类包括10份。
　　4、SCoT、SSR及SSR+SCoT标记之间的相关性分析：应用Mantel测验对SCoT、SSR及综合标记进行相关性分析，结果发现，SCoT和SSR标记相关性显著（r=0.48，P=1.00），但综合标记（SSR+SCoT）与SSR和SCoT标记的相关系数更高，分别为0.93和0.78。结果表明，SCoT和SSR技术均可以有效地应用于药用菊花种质资源遗传多样性研究，但综合两种标记能更有效地检测基因组变异、更全面地反映药用菊花遗传多样性。

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1 文献综述

1.1 药用菊花植物简介

1.2 药用菊花种质资源遗传多样性研究现状

1.3 立项引言

2 基于SCoT标记的药用菊花种质资源遗传多样性评价

2.1实验材料及仪器试剂

2.2 试验方法及内容

2.3 实验结果与分析

2.4 讨论与结论

3 药用菊花EST-SSR标记的开发

3.1 试验材料、试剂和设备

3.2 试验方法

3.3 结果与分析

3.4 讨论与结论

4 基于SSR标记的药用菊花种质资源遗传多样性评价

4.1 实验材料及仪器试剂

4.2 试验方法及内容

4.3 实验结果与分析

4.4 讨论与结论

5 SCoT和SSR标记对药用菊花种质资源遗传多样性的比较分析

5.1 实验材料及方法

5.2 结果与分析

5.3 讨论与结论

6 全文的研究总结与展望

6.1 主要研究结果与结论

6.2 展望

参考文献

附录

个人简历