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赖草属物种的ITS序列变异及其系统推断

作　者: 廖莎
导　师: 周永红
学　校: 四川农业大学
专　业: 植物学
关键词: 赖草属系统发育 ITS序列遗传多样性
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

赖草属Leymus Hochst是禾本科Poaceae小麦族Triticeae (Poaceae)的一个重要多年生属,全世界有赖草属大约32种19亚种,从北极寒温带到南亚热带均有分布。细胞遗传学研究表明赖草属植物存在四倍体(2n=4x=28)至十二倍体(2n=12x=84)染色体倍性变化。该属植物的大多数物种为草原和草甸的主要组成成分,许多还是优良的牧草,具有较高的伺用价值。因此,作为现在和将来麦类作物育种的重要三级基因源,赖草属植物对改良遗传基础日益狭窄的麦类作物具有重要意义。然而,有关该属植物的起源、系统地位、物种界限、种间(内)亲缘关系等问题,仍然存在较大的分歧。本研究利用nrDNA ITS序列,对赖草属(NsXm)及近缘属新麦草属(Ns)、拟鹅观草属(St)、Lophopyrum elongatum (Ee)、Thinopyrun bessarabicum (Eb)、Eremopyrum triticeum (F)和冰草属(P)共7个类群的16份植物材料进行了系统发育重建及ITS序列遗传多样性分析,主要结果如下：1、在基于ITS序列构建的系统发育树中,绝大多数赖草属植物都与新麦草属植物聚为一支,表明赖草属植物与新麦草属关系密切,支持赖草属植物的Ns基因组来源于新麦草属。不同的赖草属植物分别与不同的新麦草属植物聚在一起,暗示可能不同的新麦草植物参与了不同的赖草属物种以及同一赖草属物种的不同类群的的物种形成。2、Leymus arenarius与Leymus racemosus二者亲缘关系较近,可能通过不同的染色体加倍或者杂交,或从共同的祖先起源。7个赖草属物种中只有L.triticoides和L. duthiei的所有克隆分别形成单系。可能是因为处于北美的L.triticoides由于地理位置分布与其他大部分分布在中亚或欧亚的赖草属植物相隔甚远,而L. duthiei生长在林下,颖退化,在长期的进化过程中形成了相对独立的状态,因此形成单独分支。3、系统发育树显示,同一物种的不同克隆并不总是聚在一起,反映了赖草属植物的ITS序列存在较大的遗传分化。赖草属植物分布广、物种类群和数量多及染色体倍性高可能导致了其存在大的遗传分化。4、Leymus arenarius和L. tianschanicus与Agropyron cristatum、Ag. mongolicum (P)和Eremopyrum triticeum (F)亲缘关系较近,F和P基因组物种可能是赖草属植物的Xm基因组供体。5、赖草属植物种内ITS序列多态性估计和种间分化程度显示赖草属植物ITS的遗传变异较大,ITS具有明显的遗传多样性。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 文献综述  10-22
  1.1 赖草属的分类简史  10-11
  1.2 赖草属的形态特征与地理分布  11-12
  1.3 赖草属系统分类与进化研究进展  12-16
    1.3.1 形态学研究  12-13
    1.3.2 核型研究  13-14
    1.3.3 分子系统学研究  14-15
    1.3.4 基因组组成  15-16
  1.4 rDNA ITS序列  16-21
    1.4.1 rDNA ITS的基本结构及序列特点  16
    1.4.2 rDNA ITS的致同进化  16-18
    1.4.3 rDNA ITS致同进化不完全现象  18
    1.4.4 rDNA ITS假基因  18-19
    1.4.5 rDNA ITS序列的系统学价值  19-21
  1.5 赖草属系统与进化研究中存在的问题  21
    1.5.1 赖草属的属间关系  21
    1.5.2 赖草属的Ns基因组  21
    1.5.3 赖草属的Xm基因组  21
  1.6 本研究的目的及意义  21-22
2 材料与方法  22-27
  2.1 实验材料  22
  2.2 实验方法  22-27
    2.2.1 总DNA提取  22-23
    2.2.2 PCR扩增  23-25
    2.2.3 PCR扩增产物的回收及纯化  25
    2.2.4 目的片段的克隆  25-26
    2.2.5 序列测定  26-27
3 数据分析  27-28
  3.1 序列分析  27
  3.2 系统发育分析  27
  3.3 多态性分析  27
  3.4 二级结构分析  27-28
4 结果  28-41
  4.1 ITS序列分析  28-29
  4.2 系统发育分析  29-31
  4.3 多态性分析  31-34
  4.4 ITS序列的RNA二级结构分析  34-41
5 讨论  41-48
  5.1 新麦草属与赖草属的系统关系  41-42
  5.2 赖草属植物的系统关系  42-44
  5.3 Xm基因组可能的起源  44-45
  5.4 ITS序列变异  45-48
参考文献  48-54
致谢  54-55
攻读硕士期间发表的学术论文  55

赖草属物种的ITS序列变异及其系统推断

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