蓖麻种质资源鉴定评价及遗传多样性ISSR与SRAP分析

摘要

蓖麻是重要的油料作物。为深化蓖麻种质资源研究，本研究以国内外引进的81份蓖麻品种为材料，在完成蓖麻供试材料DNA提取的基础上，对81份材料进行了ISSR和SRAP分子标记，用筛选出的多态性较好的20个ISSR引物和20对8RAP引物组合对其进行PCR扩增和标记分析。按Nei-Li的方法计算其相似系数分别对81份材料进行分子聚类分析，其中对有栽培利用价值的75份材料的6个产量和品质性状(含油率)进行主成分分析。结果表明： (1)在75份蓖麻品种6个产量与含油率品质性状主成分分析结果表明：在前三个主成分中，第一主成分为产量构成因子，贡献率为58.41％；第二主成分为含油率构成因子，贡献率为13.87％。第三主成分为株高构成因子，贡献率为11.17％。三个主成分累计贡献率达83.45％，均有互为独立的性状构成因子。其主成分构成因素合理，能够较客观地揭示蓖麻种质基因型主成分构成性状向量特性及其相对重要性。 (2)从品种主成分在欧氏距离系统聚类图可知，当横切线取值D=2.49时，可把75份品种分成L1-1、L1-2、L1-3和L1-4四类。这4类间的品种农艺性状有一定的差异。L1-1性状特征表现出：植株较矮，含油率较低，而亩产量中等偏上，单株果穗数较多。L1-2中的品种表现出来的一致性状特征是：株高中等，果穗较长，含油率、产量以及单株蒴果数都较高。L1-3中品种的性状特征是：植株较高(除了闻喜大粒蓖麻外)、单株有效穗较多、产量中等、含油率适中。L1-4中含有占大部分的59个蓖麻品种，这些品种的产量以及含油率都较L1-1和L1-2要低，品质一般。 (3)利用75份品种前两个主成份二维聚类分析可见：当在横坐标1处作竖切线，在竖坐标0处作横切线，可把75个品种散布图分划成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ4个象限，其中第1象限中的11个品种为性状优良和较高含油率的蓖麻种质资源。在第Ⅱ象限中共有8个品种，这些品种都是高产中低含油率的种质资源。在第Ⅲ象限中，有33个品种为高含油率的种质资源。而在第Ⅳ象限中的其他多数品种是产量和含油率较低的品种资源。从蓖麻育种的目标以及对蓖麻优异品质的评价来看，第1象限中的品种可以直接应用于市场推广应用。 (4)对81份供试材料提取的基因组DNA，筛选出多态性较好的20个ISSR引物共扩增出303条带，多态条带计252条，多态条带比率(PPB)为83.17％，遗传相似系数变幅范围在0.45685-0.94631；筛选出多态性较好的20个SRAP引物共扩增出263条带，多态条带计214条，多态条带比率(PPB)为81.37％，遗传相关系数变幅范围在0.32558-0.92973。 (5)从ISSR和RAP两种标记的分子聚合聚类结果表明：当在遗传相异系数为33.5％处作切割线L1时，81份材料可以分为L1-2、L1-3、L-4三个小类群以及由64份品种构成的大类群L1-1。其中L1-2小类群由6个分别来源于山西、辽宁、山东以及中国农科院的品种组成。L1-3小亚群包含有2个福建品种和2个山西品种。L1-4小亚类含有7个同源于山西的品种。L1-1大类群中包含有64个品种，由国内外各地栽培品种组成。当在遗传相异系数为30％时，对L1-1作切割线L2时可将其分为一个大亚类群L2-1和两个小亚类群L2-2和L2-3。其中L2—2含有7个品种，L2-3含有4个品种，这两个小亚类群共11个品种全都是山西省的地方品种。当对大亚类群L2-1细分时，又可将其分为两类群Ⅰ和Ⅱ。Ⅰ类里有24个品种，都为国内品种，其中福建品种4份，山西品种20份。Ⅱ类里有28份品种，这一类的品种来源地较复杂。来源地有山西、安徽、辽宁、云南和法国等地。 (6)从8l1供试材料ISSR和SRAP以及两者聚合所得的数据构建的分子聚类树状图可知，两种标记都可较好的把不同地域来源的材料区分开来，大多数来源相同的品种都能够聚在一起，展现了蓖麻品种资源丰富的遗传多样性。虽然ISSR和SRAP的聚类分析结果存在差异，但对两种方法进行的相关性分析表明，他们之间仍存在极显著相关性，相关系数为0.6769，达极显著标准(r<,0.01=0.0452)。在对两种标记复合聚类与单一聚类的比较当中，SRAP标记聚类结果与之比较靠近，因此SRAP在品种资源的遗传多样性及亲缘关系研究中有更强的可靠性。 综上所述：本研究对深化蓖麻种质资源遗传多样性与亲缘关系，以及在遗传育种的利用研究都可起到重要的指导作用，研究表明ISSR和ISRAP两种分子标记是蓖麻品种鉴定和遗传多样性研究的有效手段。

目录

声明

摘要

1前言

1.1蓖麻生产概况及其综合利用的研究进展

1.1.1蓖麻生产的重要性

1.1.2蓖麻综合利用的重要性

1.1.3蓖麻油脂的应用价值

1.1.4蓖麻在医药功能产品研发上的利用价值

1.1.5蓖麻在生物农药产品研发上的利用价值

1.1.6蓖麻在化工产品研发上的利用

1.2蓖麻种质资源研究进展

1.2.1蓖麻种质资源的收集与保存

1.2.2蓖麻种质资源的形态与细胞学分类研究

1.2.3蓖麻种质资源性状鉴定与评价研究

1.2.4蓖麻特异种质的鉴定、发掘、利用与创新研究

1.2.5蓖麻种质资源的分子标记及亲缘关系研究

1.2.6国外蓖麻种质资源研究进展

1.3分子标记及其应用

1.3.1 RFLP

1.3.2 RAPD

1.3.3 AFLP

1.3.4 SSR

1.3.5 ISSR

1.3.6 SNP

1.3.7 SRAP

1.3.8 SRAP与其它分子标记的比较

1.4本研究的选题创新点及其理论与实际意义

2材料与方法

2.1材料

2.1.1植物实验材料

2.1.2 ISSR引物

2.1.3 SRAP引物

2.2方法

2.2.1实验设计与统计方法

2.2.2实验的技术路线

2.2.3蓖麻基因组DNA的提取及其技术体系优化

2.2.4蓖麻基因组DNA的纯化

2.2.5 ISSR与SRAP反应体系的建立与优化

2.2.6电泳检测

2.2.7数据处理与统计分析

3.结果与分析

4.小结与讨论

4.1关于蓖麻优异种质的主成分分析与评价

4.2关于蓖麻种质资源的遗传多样性ISSR与SRAP分子标记研究

4.2.1蓖麻DNA提取质量对ISSR与SRAP的影响

4.2.2不同引物对ISSR和SRAP分子标记的影响

4.2.3关于ISSR标记和SRAP标记的稳定性

4.2.4 ISSR和SRAP分子标记在蓖麻种质资源研究中应用的可行性

4.3关于蓖麻品种的性状相关性分析

4.4农艺性状主成分系统聚类分析

4.5主成分系统聚类与分子聚类的比较

参考文献

附录

致谢