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基于形态特征和AFLP的野生早熟禾遗传多样性研究

作　者: 董沁
导　师: 白小明
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 野生早熟禾表型性状标记 AFLP分子标记遗传多样性
分类号: S688.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

早熟禾属(Poa L.)植物是目前我国北方地区草坪建植中应用最广泛的冷季型草坪草，具有观赏效果好，抗性强等特点。该属植物在我国分布广泛，拥有丰富的遗传背景，是草坪草育种研究的重要材料来源。开展种质资源遗传多样性研究可为草坪草育种提供理论基础，同时对研究植物的起源、进化、分类和优良基因的挖掘具有重要意义。本研究利用表型性状标记对采自甘肃省境内的23个野生早熟禾材料的形态学性状进行了遗传多样性分析，利用AFLP分子标记方法对采自甘肃和青海境内的43个野生早熟禾材料进行了遗传多样性分析，旨在了解不同种和不同来源野生早熟禾种质之间的遗传差异，分析其遗传背景，研究其遗传多样性，以期为早熟禾育种提供理论基础和优良材料。主要研究结果如下：1.23个野生早熟禾材料形态学性状具有丰富的多样性，平均多样性指数为1.60，平均变异系数为52.40%。根据主成分分析，前4个主成分代表了野生早熟禾材料形态多样性的90.07%，可以根据主成分来评价其多样性。2.基于形态学性状的聚类分析，将23个供试材料聚成四大种质群。种质群1有10个材料，包括了6个草地早熟禾材料及西藏早熟禾、小药早熟禾、波伐早熟禾和硬质早熟禾各1个材料。种质群2有8个材料，包括4个硬质早熟禾材料、2个波伐早熟禾材料及小药早熟禾、冷地早熟禾各1个材料。种质群3有3个材料，包括2个草地早熟禾材料和1个高原早熟禾材料。种质群4有2个材料，均为一年生早熟禾。其中种质群1和3的材料优点较为突出。3.运用改良的CTAB法提取野生早熟禾材料的基因组DNA，得到纯度高、质量好、不含RNA的DNA，符合AFLP技术要求。4.对AFLP体系进行了优化，建立了适合早熟禾的AFLP体系，其中最佳酶切时间为3.5h，预扩增产物稀释倍数以10为宜，在20μL选择性扩增体系中最适引物浓度为EcoRI primer（50ng/μL）和MseI primer（50ng/μL）各1.0μL。5.从64对AFLP常用引物中筛选出10对多态性较高的引物组合，共扩增出480条带，其中多态带393条，平均多态性检出率为81.71%。表明各供试材料的AFLP多态性丰富，利用AFLP标记评价野生早熟禾种质的遗传多样性具有较高的检测效率。6.基于AFLP的遗传多样性分析表明，各材料间的遗传距离在0.0371-0.8542之间，遗传相似系数在0.9556-0.3778之间，表现出较高的遗传多样性。7.利用系统聚类对AFLP标记的数据进行分析，构建了基于UPGMA的系统发育树，43个材料在0.6611处可聚为七类，各材料间的遗传差异与其种类及来源密切相关。第一类由14个材料组成，包括了13个采自甘肃境内的草地早熟禾材料和1个高原早熟禾材料。第二类由6个材料组成，包括了硬质早熟禾、小药早熟禾和一年生早熟禾各2个材料。第三类包括了2个小药早熟禾材料和硬质早熟禾、一年生早熟禾各1个材料。第四类有16个材料，包括了8个硬质早熟禾材料、4个波伐早熟禾材料以及华灰早熟禾、草地早熟禾、冷地早熟禾和细叶早熟禾各1个材料。第五类、第六类和第七类均有1个材料，分别为小药早熟禾（夏河）、西藏早熟禾（天祝）和一年生早熟禾（夏河）。

全文目录

摘要  3-5
Summary  5-10
前言  10-12
1 文献综述  12-22
  1.1 早熟禾属植物种质资源概述  12-13
    1.1.1 早熟禾属植物种质资源及其分布  12
    1.1.2 早熟禾属植物在甘肃的分布  12-13
  1.2 植物遗传多样性及研究方法  13-19
    1.2.1 遗传多样性及其研究意义  13-14
    1.2.2 遗传多样性的研究方法  14-19
      1.2.2.1 表型性状标记  14-15
      1.2.2.2 细胞学标记  15
      1.2.2.3 生化标记  15
      1.2.2.4 分子标记  15-19
  1.3 国内外早熟禾遗传多样性研究进展  19-21
    1.3.1 国外早熟禾遗传多样性研究进展  19
    1.3.2 国内早熟禾遗传多样性研究  19-21
  1.4 研究目的及意义  21-22
2 野生早熟禾种质形态多样性研究  22-35
  2.1 材料与方法  22-24
    2.1.1 试验地点概况  22
    2.1.2 试验材料  22-23
    2.1.3 试验设计  23
    2.1.4 测定项目及方法  23-24
    2.1.5 数据统计处理  24
  2.2 结果与分析  24-32
    2.2.1 野生早熟禾表型性状  24-29
      2.2.1.1 植株高度  24-25
      2.2.1.2 覆盖面积  25
      2.2.1.3 叶片颜色  25
      2.2.1.4 叶宽、叶长  25
      2.2.1.5 单株分蘖数  25-26
      2.2.1.6 根系深度  26
      2.2.1.7 地上植物量  26
      2.2.1.8 地下植物量  26
      2.2.1.9 根茎最大扩展距离  26
      2.2.1.10 根茎数量  26-27
      2.2.1.11 茎节长度  27-29
    2.2.2 野生早熟禾种质材料形态变异特征  29-30
    2.2.3 基于形态性状的主成分分析  30-31
    2.2.4 聚类分析  31-32
  2.3 讨论  32-35
    2.3.1 野生早熟禾形态多样性表现  32-33
    2.3.2 主成分分析  33
    2.3.3 形态分类功能的利用  33-35
3 基于 AFLP 的野生早熟禾种质遗传多样性研究  35-59
  3.1 材料与方法  35-43
    3.1.1 供试材料  35-37
    3.1.2 试剂与仪器  37-38
      3.1.2.1 主要试剂  37-38
      3.1.2.2 主要仪器  38
    3.1.3 试验方法  38-43
      3.1.3.1 DNA 提取与检测  38-39
      3.1.3.2 AFLP 分子标记试验流程  39-40
      3.1.3.3 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳  40-42
      3.1.3.4 数据统计与分析  42-43
  3.2 结果与分析  43-56
    3.2.1 野生早熟禾基因组 DNA 提取结果  43
    3.2.2 酶切、连接体系的优化  43-44
    3.2.3 PCR 扩增体系的优化  44-45
      3.2.3.1 预扩增产物的稀释倍数  44-45
      3.2.3.2 引物浓度的影响  45
    3.2.4 AFLP 多样性分析  45-56
      3.2.4.1 野生早熟禾的引物对筛选  45-46
      3.2.4.2 AFLP 扩增产物的多态性  46
      3.2.4.3 基于 AFLP 标记的野生早熟禾种质资源的遗传多样性分析  46-53
      3.2.4.4 基于 AFLP 标记的野生早熟禾种质资源的聚类分析  53-56
  3.3 讨论  56-59
    3.3.1 提取 DNA 适宜条件及 AFLP 体系优化  56
    3.3.2 AFLP 标记的引物筛选和图谱特征  56-57
    3.3.3 野生早熟禾种质材料分子水平的遗传多样性  57-59
4 结论与展望  59-61
  4.1 结论  59
  4.2 展望  59-61
参考文献  61-69
致谢  69-70
导师简介  70-71
个人简介  71
在读期间发表论文  71-72

基于形态特征和AFLP的野生早熟禾遗传多样性研究

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