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基于matK及rDNA-ITS对川西荞麦的分子系统关系研究

作　者: 汪德州
导　师: 邵继荣
学　校: 四川农业大学
专　业: 生物物理学
关键词: 野生荞麦 matK ITS 分子系统学 亲缘关系
分类号: S517
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
引　用: 2次
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内容摘要


荞麦(buckwheat)属于蓼科(Polygonaceae),荞麦属(Fagopyrum Mill),是一种重要的杂粮兼药用植物。我国的养麦资源十分丰富,在全世界目前已报道并命名的荞麦有23个种,2个亚种和3个变种。细胞遗传学研究表明荞麦属植物存在四倍体和二倍体的染色体倍性变化。我国西南地区是荞麦的起源地之一,但荞麦研究工作起步晚,研究不够深入,对于荞麦的基础性研究如起源、演化和分类还在初始阶段,种间亲缘关系模糊不清,亟待我们进行全面系统的研究。本研究利用荞麦叶绿体matK基因及核基因组中的ITS序列对13种荞麦属植物进行了系统发育重建,并在此基础上结合形态分类系统及细胞学研究结果,获得以下结果：1.matK基因的研究结果表明：(1)不同的严格一致树都将栽培种和野生种清晰的划分为两大类别,五个主要分支,其自展支持率达到99%；(2)普格野生荞是野生荞麦的进化种；从整个荞麦属植物的进化关系来看,普格野生荞进化地位位于栽培荞麦和野生荞麦之间,很有可能是二者的中间类型；(3)白翅和红翅亲缘关系较远,他们各自具有独立的进化路线,白翅野生养可能是细柄野生荞的一个亚种,而红翅野生荞可能是独立于细柄野生荞而存在的一个隐存种。2.ITS序列研究结果表明：(1)同一物种的不同克隆并不总是聚在一起,反映了荞麦属植物的ITS序列存在较大的遗传分化,荞麦属植物的分布广、物种类群多,染色体的倍性变化可能导致其存在较大的遗传分化；(2)细胞学水平和分子水平的结果显示汶川野生荞与西昌金荞亲缘关系密切,推测汶川野生荞很可能是金荞的一个地理亚种。3.根据生命条码可将荞麦属分为两大类群：类群Ⅰ包括栽培种和金荞及其近缘种；类群Ⅱ主要包括野生种(羌彩野生养,普格野生荞,线叶野生荞,细柄野生荞,皱叶野生荞等)。4. matK与ITS序列分析结果都表明金荞与苦荞的亲缘关系更近。苦荞和野生荞麦之间可能存在一个中间类型,已搜集的材料研究表明普格野生荞可能是栽培种和野生种的过渡种。5.形态学、细胞学及分子水平的研究均显示白翅野生荞和红翅野生荞区别十分明显,判定二者应该是两个独立的种,可对其进行重命名。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 文献综述  9-19
  1.荞麦资源背景概述  9-11
    1.1 荞麦的地理分布  9-10
    1.2 荞麦的演化起源学说  10-11
  2.荞麦的遗传多样性研究进展  11-14
    2.1 荞麦的分类  11-12
    2.2 荞麦的形态特征  12
    2.3 荞麦的细胞学研究  12
    2.4 荞麦的同工酶研究  12-13
    2.5 荞麦的分子生物学研究  13-14
  3.系统学及其在植物进化中的应用  14-17
    3.1 系统学研究概述  14
    3.2 分子系统学  14-15
    3.3 DNA序列在高等植物分子系统研究中的应用  15
    3.4 DNA条形码概述  15-16
    3.5 matK基因和ITS序列特点及其在荞麦属植物进化中的应用  16-17
  4.立题依据  17-19
第二章 材料与方法  19-25
  1 材料  19-20
    1.1 植物材料  19
    1.2 菌株与载体  19
    1.3 试剂  19
    1.4 溶液  19
    1.5 培养基  19-20
    1.6 主要仪器  20
  2 方法  20-25
    2.1 总DNA的提取  20-21
    2.2 引物的设计与合成  21
    2.3 PCR反应体系  21
    2.4 PCR产物的回收  21
    2.5 目的片段与克隆载体的连接  21-22
    2.6 大肠杆菌感受态的制备  22
    2.7 大肠杆菌的转化(热激法)  22-23
    2.8 菌落PCR鉴定  23
    2.9 重组质粒的核苷酸序列测定  23
    2.10 ITS假基因序列判断  23
    2.11 数据分析  23
    2.12 技术路线  23-25
第三章 结果与分析  25-41
  1 matK序列分析  25-32
    1.1 PCR条件对序列扩增的影响  25
    1.2 基于matK序列各样品间遗传距离及核苷酸差异分析  25-27
    1.3 分子系统树的比较和分析  27-30
    1.4 讨论  30-32
  2 ITS序列分析  32-41
    2.1 ITS序列多态性分析  32-34
    2.2 基于ITS序列分析荞麦属植物的遗传距离  34-35
    2.3 分子系统发育分析  35
    2.4 系统树分析  35-41
第四章 讨论与结论  41-44
参考文献  44-48
致谢  48-49
硕士期间发表文章  49

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 荞麦
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