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《吉林农业大学》 2011年
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基于SSR分子标记的山葡萄种质遗传多样性研究与核心种质构建

温景辉  
【摘要】:山葡萄(Vitis amurensis Rupr.)是我国重要的野生果树种质资源之一,是葡萄属中最具抗寒性的种群,同时具有较强的抗病性,是葡萄育种中可利用的宝贵资源。我国葡萄种质资源十分丰富,约有70个种,29个变种。山葡萄栽培研究较早,但对其进行分子方面的研究起步较晚,严重影响了我国山葡萄种质资源利用与创新研究。近年来随我国对山葡萄栽培生理的研究不断深入和分子研究手段的迅速发展,在山葡萄的分子水平方面的研究已有少量报道,但利用SSR分子标记研究山葡萄种质资源的遗传多样性的报道极少且所用材料相对较少。本文采用SSR分子标记技术对我国现有的山葡萄种质资源进行遗传多样性分析和核心种质构建,研究结果明确了山葡萄种内亲缘关系和分类地位,进行了山葡萄核心种质的初步构建,为利用山葡萄资源进行育种(如亲本的选择、选配等)提供了分子依据,为山葡萄资源的科学保存、评价与鉴定提供科学依据。对进一步研究山葡萄的基因定位以及发掘和利用,开展葡萄种间远缘杂交育种等具有重要意义。主要研究结果如下: 1.建立了山葡萄SSR标记的最佳反应体系,筛选出了合适的SSR引物19对,极其相应的退火温度。体系优化以山葡萄(左山二)叶片为材料,对SSR反应体系中的主要影响因子进行了优化。研究了模板浓度、引物浓度、dNTP浓度、TaqDNA聚合酶量对扩增的影响。结果表明,在201μ1的SSR体系中各组分为:2μl 10×PCR buffer,2μl 3μmol/L的引物,1μl 30 ng·μL-1的模板DNA,4μl lmmol/L的dNTP,0.4μl 2.5U.μL-1的TaqDNA聚合酶和10.6μl的ddH20。应用该SSR体系,从50条引物中选取扩增条带清晰、重复性好、特异性高的3条引物对5份山葡萄材料进行了扩增,证实了该体系的适用性和稳定性。从256对引物中筛选出了19对高效SSR引物,分别为:Vmc9a2.1、VVMD31、VVMD19、UDV-017、UDV-025、UDV-033、UDV-041、UDV-048、UDV-050、UDV-054、UDV-059、UDV-060、UDV-067. UDV-088、UDV-134、VMC6fl、VVS29、VMC7b1、VMC7b3。各引物合适的退火温度中,Vmc9a2.1为66℃,UDV-134为51℃, VMC6f1为59℃, VVS29为58℃, VMC7b1和VMC7b3为61℃,其它均为56℃。 2.对360份山葡萄种质资源进行了遗传多样性分析研究。从256对引物中筛选出18对引物用于葡萄材料的SSR扩增,扩增的谱带清晰,多态性丰富。单条引物扩增的条带为4-13条,平均9.44条。扩增产物长度介于150~1000bp,以200~750bp的扩增片段居多。18对引物共扩增出170条带,其中多态性条带167条,多态性百分率为98.2%。360份山葡萄种质资源的平均等位基因频率为(pi)0.106169,有效等位基因数(Ae)为5.240862,Shannon's多样性指数(Ⅰ)为1.778051。360份供试材料中,有的品种(系)产生了特有带,共5条,占2.95%。群体间遗传多样性分析结果表明:辽宁省资源的等位基因频率(pi)和Shannon's多样性指数(Ⅰ)均最高,其次为吉林省资源;黑龙江省资源的等位基因频率(pi)和Shannon's多样性指数(Ⅰ)最低。在有效等位基因数(Ae)上,吉林省资源群体最高,为5.33388;其次为黑龙江省资源群体,为5.076471;辽宁省资源群体最低,为5.03173。使用Nei-Li遗传距离,对360份山葡萄种质资源的SSR指纹图谱进行了聚类分析研究,山葡萄种质的遗传相似系数在0.56-0.99之间,平均遗传相似系数为0.775。在遗传相似系数0.66处,将山葡萄分为6大类群。其中,第六大类群中,在遗传相似系数为0.72处,除少数种质外,又可分为2大类。 3.完成了山葡萄种质资源核心种质的初步构建。用扩增稳定且谱带清晰的18对SSR引物,对360份东北山葡萄资源进行遗传多样性分析,采用逐级压缩法选择核心种质,比较了样本数不同的5个核心样本群的等位基因数、等位基因频率、有效等位基因数、Nei's遗传多样性和Shannon's信息指数等参数,最终选择了79个样本组成的样本群作为核心种质,核心种质的取样比例为初始种质的21.9%。用DPS软件对初始种质和核心种质群体的有效等位基因数、Nei's遗传多样性和Shannon's信息指数分别作t测验,核心种质保留了初始种质21.9%的样品,等位基因数、有效等位基因数、Nei's遗传多样性、Shannon's信息指数的保留率分别为94.1%、106.3%、101.9%、102.2%,核心种质能很好的代表初始种质。构建的核心种质中,不仅包含野生资源、人工培育品种(系)2大类,而且包含某些特殊性状的种质,如除两性花外,还有雌能花和雄株等。核心种质具有很好的代表性、异质性和多样性。 4.研究了山葡萄与其他葡萄资源的亲缘关系。利用SSR标记对20份葡萄材料进行了基因组多态性分析,从256对引物中筛选出19对用于葡萄的SSR扩增。扩增的谱带清晰,且多态性丰富,共扩增出144条带,均为多态性条带,多态性百分率为100%。单条引物扩增的条带为3-12条,平均7.58条。扩增产物长度介于150-1000bp,以200-750bp的扩增片段居多。根据SSR扩增结果,利用NTSYSpc2.10e软件进行Jaccard相似性系数分析,20份葡萄材料的遗传相似系数为0.63-0.90,平均遗传相似系数为0.765。通过UPGMA进行聚类分析,在遗传相似系数0.665处,20份葡萄材料可分为4大类群。第1类包含欧洲葡萄、美洲杂种和欧美杂种;第2类包含我国南方野生资源刺葡萄、毛葡萄、复叶葡萄、菱状叶葡萄、蘡薁葡萄和华东葡萄;第3类为山欧杂种;第4类为山葡萄。亲缘关系结果表明:山葡萄与欧亚种、美洲杂种的亲缘关系较远,欧亚种与美洲杂种之间亲缘关系较近。山葡萄与我国南方的6份野生葡萄种质之间亲缘关系相对较远,在遗传相似系数为0.630处,我国南方的复叶葡萄等才与山葡萄聚为一类。在我国南方葡萄资源中,华东葡萄又与其它亲缘关系相对较远。山欧杂种与山葡萄和欧亚种群的亲缘关系,与其选育时采用的多代回交亲本选择有关。
【学位授予单位】:吉林农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S663.1

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【引证文献】
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2 付小琼;;利用SSR分子标记开展棉花辅助育种的研究[A];中国棉花学会2012年年会暨第八次代表大会论文汇编[C];2012年
3 司清林;刘新伦;王长有;吉万全;;阿夫及其衍生小麦品种(系)的SSR遗传分析[A];中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编(2004-2008)[C];2008年
4 周克夫;张凯;戎文廷;王侯聪;;应用SSR分子标记比较佳禾早占水稻组培苗与种植苗的性状差异[A];全国作物生物技术与诱变技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年
5 蒲志刚;张志勇;张志雄;向跃武;蔡平钟;郑家奎;阎文昭;;水稻航天诱变特异壳色基因SSR初步定位研究[A];第五届核农学青年科技工作者学术交流会论文集[C];2006年
6 刘宏亮;程伟;;交感皮肤反应(SSR)及其临床应用[A];中华医学会第八次全国物理医学与康复学学术会议论文汇编[C];2006年
7 张志明;赵茂俊;潘光堂;;玉米高密度SSR分子连锁图谱的构建[A];2004全国玉米种质扩增、改良、创新与分子育种学术会议论文集[C];2004年
8 魏育明;郑有良;周永红;刘登才;兰秀锦;颜泽洪;张志清;;应用STS-PCR和SSR标记研究中国特有小麦的遗传多样性[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
9 田月娥;黄静;李强;侯璐;李高宝;王保通;;源于华山新麦草抗条锈病基因YrH122遗传分析和SSR标记[A];中国植物病理学会2010年学术年会论文集[C];2010年
10 付小琼;杨付新;陆许可;张天豹;;我国2013年度棉花主要杂交种SSR纯度分析[A];中国棉花学会2014年年会论文汇编[C];2014年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 本报记者 刘丽丽;浪潮SSR 为信息安全添动力[N];计算机世界;2010年
2 本报记者 刘丽丽;浪潮SSR是主机的安全后盾[N];计算机世界;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 焦云;杨梅基因组SSR标记开发和雄株遗传多样性分析[D];浙江大学;2012年
2 张水明;基于AFLP和SSR分子标记的中国杨梅遗传多样性分析[D];浙江大学;2009年
3 温景辉;基于SSR分子标记的山葡萄种质遗传多样性研究与核心种质构建[D];吉林农业大学;2011年
4 李浦;色素万寿菊(Tagetes erecta L.)雄性不育和色素遗传规律分析及SSR标记的筛选[D];沈阳农业大学;2012年
5 杨丽;毛竹镁原卟啉甲酯环化酶基因研究及SSR标记开发应用[D];中国林业科学研究院;2014年
6 曹永国;SSR标记在玉米杂种优势及遗传图谱中的应用研究[D];中国农业科学院;2000年
7 王付华;水稻RIL群体SSR标记遗传图谱构建和耐冷相关性状QTL的定位[D];南京农业大学;2006年
8 叶华;大黄鱼SSR遗传连锁图谱的构建及生长相关性状的QTL定位[D];湖南农业大学;2010年
9 杨燕宇;甘蓝型油菜SSR分子标记图谱构建和油酸含量QTL定位[D];湖南农业大学;2011年
10 孟海军;柑橘胚胎发生过程中DNA甲基化/去甲基化研究及SSR标记开发[D];华中农业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付晶;小麦品种正科1号抗麦蚜基因SSR分子标记[D];河北农业大学;2008年
2 季伟;简化SSR体系在小麦品种纯度检测中的用[D];内蒙古农业大学;2007年
3 张炜;利用小麦SSR研究其近缘物种的遗传多样性及其微卫星序列的进化[D];四川农业大学;2008年
4 叶中悦;基于SSR标记的马铃薯种质资源遗传评价体系的建立及遗传多样性研究[D];华中农业大学;2011年
5 刘明勤;甘肃省荞麦种质资源SSR遗传多样性分析[D];甘肃农业大学;2008年
6 马栋;利用SSR分子标记定位水稻短光敏雄性不育基因[D];华中农业大学;2010年
7 唐守嵘;抗蚜苜蓿品系SSR体系的建立及遗传多样性分析[D];甘肃农业大学;2007年
8 苟君波;荞麦种质资源无机元素、贮藏蛋白及SSR遗传多样性研究[D];四川农业大学;2011年
9 苗明军;SSR标记在甘蓝遗传多样性及杂种鉴定中的应用研究[D];西南大学;2010年
10 李汝玉;利用简单重复序列(SSR)鉴定小麦品种的研究[D];山东师范大学;2003年
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