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中国野生大麦种质资源分子生物学研究

作　者: 郭红
导　师: 陈放
学　校: 四川大学
专　业: 植物学
关键词: 大麦属布顿大麦野生种质资源核基因组细胞质基因组遗传多样性遗传关系 ITS序列 psbL-psbJ序列分子系统发育
分类号: S512.3
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

大麦属属于禾本科小麦族，大约由45个种或亚种组成，广泛分布于北半球和南半球的温带。我国也属于大麦属的多样性中心之一。本研究利用RAPD、STS-PCR、ISSR等3种分子标记和nrDNAITS与cpDNApsbL-psbJ测序等方法，系统地评价了新疆布顿大麦的遗传多样性以及中国大麦属物种或亚种的系统发育关系。主要研究结果如下： 1．利用RAPD标记对32份新疆布顿大麦的遗传多样性进行研究发现，在40个10-碱基随机引物中，22个(占55.0％)引物能揭示材料间的多态性。聚类分析表明，利用RAPD标记能将32份新疆布顿大麦完全区分开，而且RAPD标记揭示的新疆布顿大麦的遗传多样性与其地理分布高度相关。 2．利用22个来源于小麦和栽培大麦的STS-PCR标记，研究了32份新疆布顿大麦的遗传多样性。在这22个STS-PCR标记中，19个标记(占86.4％)和46种标记／酶组合(占52.3％)能够揭示材料间的多态性。采用UPGMA法构建了32份布顿大麦群体间的遗传关系树状图，结果表明STS-PCR标记能将32份材料完全区分开来。同时，STS-PCR标记揭示的新疆布顿大麦的遗传多样性也与其地理分布高度相关。 3．利用35个ISSR引物对32份新疆布顿大麦的遗传多样性进行研究，结果发现9条ISSR引物能产生清晰扩增产物。采用UPGMA法构建了32份新疆布顿大麦间的遗传关系聚类图。结果表明，利用ISSR标记能将32份新疆布顿大麦完全区分开。同时，ISSR标记揭示的新疆布顿大麦间的遗传多样性与其地理来源间具有密切的相关关系。 4．从RAPD、STS-PCR和ISSR等3种分子标记揭示的新疆布顿大麦间的多态性和遗传距离来看，ISSR标记揭示的材料间的多态性高于RAPD标记，而RAPD标记又高于STS-PCR标记。从3种分子标记技术揭示的新疆布顿大麦遗传多样性与其地理分布间的关系来看，结果均一致地阐明新疆布顿大麦遗传多样性与 q川大学博上学位沦文其地理来源具有高度相关性。5．利用7个叶绿体基因组（CpDNA ）的STSFCR标记对32汾新疆布顿大麦进厅了分析。结果表明，利用7个叶绿体基因组STS－PCR标记的28种标记／酶组合不能将所有供试的32份新疆布顿大麦区分开。6．利用8个线粒体基因组（mhA）的STS－PCR标记对32份新疆布顿大麦进行了检测。结果表明，利用7个线粒体基因组STS－PCR标记的28种标记／酶组合不能有效区分32份新疆布顿大麦。7．叶绿体和线粒体基因组STS－PCR标记的研究结果均一致表明，新疆布顿大麦的叶绿体和线粒体基因组高度保守、遗传多样性极低。叶绿体和线粒体基因组的遗传变异水平大体相当。8．对 8份来源于中国和 7份国外的不同大麦属物种核 rDNA ITS区进行了序列测定。结果表明，大麦属物种的ITS区序列长度为5966，ITS区揭示的遗传分化距离变化范围为 0－0．1121，平均值为 0刀561。以雀麦属为外类群，采用邻接法进行系统发育关系分析发现，大麦属不同物种间聚类关系与其地理来源无关：各物种或亚种按照其亲缘关系与染色体组的划分进行聚类，其中具有H和1染色体组的物种各聚为一个分支。9．对8份来源于中国和2份国外的不同大麦属物种叶绿体基因组psbLWbJ区进行了序列测定，结果表明，10汾大麦属材料的 psbLWbJ区序列长度均为365hp，且无变异位点。以玉米为外类群，采用邻接法进行系统发育关系分析发现，同属于小麦族的大麦属植物、黑麦和小麦间亲缘关系较近，构成1个分支；而水稻和玉米间则相对较近、构成另1个分支。

全文目录

中文摘要  6-8
英文摘要  8-11
致谢  11-12
第一章利用RAPD、STS-PCR和ISSR标记研究新疆布顿大麦的遗传多样性  12-34
  1 引言  12-13
  2 材料与方法  13-20
    2．1 实验材料  13
    2．2 实验方法  13-20
  3 结果与分析  20-31
    3．1 新疆布顿大麦RAPD分析  20-24
    3．2 新疆布顿大麦STS-PCR分析  24-26
    3．3 新疆布顿大麦ISSR分析  26-31
  4 讨论  31-33
    4．1 RAPD标记在大麦属种质资源评价中的应用  31-32
    4．2 STS-PCR标记在大麦属种质资源评价中的应用  32
    4．3 ISSR标记在大麦属种质资源评价中的应用  32-33
    4．4 RAPD STS-PCR ISSR 3种标记间的评价  33
  5 结论  33-34
第二章新疆布顿大麦细胞质基因组STS-PCR分析  34-46
  1 引言  34-35
  2 材料与方法  35-37
    2．1 实验材料  35
    2．2 实验方法  35-37
    2．3 数据处理  37
  3 结果与分析  37-44
    3．1 新疆布顿大麦叶绿体基因组STS-PCR标记分析  37-39
    3．2 新疆布顿大麦线粒体基因组STS-PCR标记分析  39-44
  4 讨论  44-45
    4．1 新疆布顿大麦细胞质叶绿体和线粒体基因组间遗传多样性比较  44
    4．2 新疆布顿大麦细胞质基因组和核基因组STS-PCR标记多态性比较  44-45
  5 结论  45-46
第三章中国大麦属物种核rDNA ITS区和叶绿体psbL-psbJ序列分析及其系统发育  46-62
  1 引言  46-47
  2 材料与方法  47-48
    2．1 实验材料  47
    2．2 实验方法  47-48
  3 结果与分析  48-60
    3．1 核rDNA ITS区序列分析  48-55
    3．2 叶绿体基因组psbL-psbJ区序列分析  55-60
  4 讨论  60-61
  5 结论  61-62
第四章文献综述  62-72
  1 大麦的地理起源与进化  62-63
  2 野生大麦属种类及在中国的分布  63-64
  3 大麦的遗传多样性及遗传标记研究  64-66
    3．1 形态学研究  64
    3．2 同工酶研究  64-65
    3．3 细胞遗传研究  65-66
  4 细胞质基组研究  66-67
  5 分子标记  67-72
    5．1 RAPD研究  67-68
    5．2 核糖体DNA和特异性DNA重复序列Southern分析  68-69
    5．3 STS-PCR标记  69
    5．4 基因组原位杂交  69-70
    5．5 SSR标记  70
    5．6 ISSR标记  70
    5．7 AFLP  70-71
    5．8 RAMP标记  71-72
参考文献  72-81
在校期间已发表和待发表的论文  81

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