茶18S-26S rDNA的多态性与进化

【摘要】： 本论文研究了茶(C sinensis L.)及2个近缘种的18S-26S rRNA基因家族在基因组内的多态性和进化式样。克隆并测定了茶的18S-26S rRNA基因的间隔区(IGS)序列以及茶、防城茶(Camellia fengchengensis S.Ye LiangY.C.Zhong)和杜鹃红山茶(Camellia azalea C.Z.F.Wei)26S rDNA的近3'端和18S rDNA的近5'端的部分序列,获得如下结果: 1)茶的IGS序列具有高度的多态性,从茶的基因组中一共获得了8种IGS序列,长度从916 bp至2882 bp。这些序列不仅长度存在差异,其内部结构也存在较大差异。在所测定的序列中,有两条序列的26S rDNA发生了部分缺失,一条序列的NTS完全缺失。 2)在茶的IGS序列中,共发现有5类亚重复单元,长度分别为25 bp、70 bp、76 bp、87 bp和223 bp。不同的IGS含有不同的亚重复单元组合以及不同的重复次数,结合亚重复单元的排列顺序以及系统发育树,发现重复序列区域不等交换的证据。 3)在茶rRNA基因的外转录区(ETS),未发现与18S rRNA基因转录相关的假定启动子(putative promoter):TATA(G)TA(N)GGGG基序,而是找到了一种在多个有花植物的ETS序列中都存在的高度保守基序TGAGTKGTA。 4)不仅是IGS序列具有高度的多态性,而且26S rRNA基因和18S rRNA基因也具有高度的多态性。在克隆所得164条茶的26S rDNA序列中,有单倍型高达147种,占克隆数的89.6%,18S rRNA基因的多态性也相当高,其单倍型比率为89.2%。 5)在克隆所得的26S rRNA基因序列中,不仅有功能基因,还存在有大量的假基因,其中标准PCR条件下获得的26S rDNA片段中,来自假基因的可能性高达83.00%,RT-PCR条件下获得的26S rDNA片段中,来自假基因的可能性也有55.88%。系统发育分析表明茶的众多rRNA假基因已经在基因组内存在了较长的时间,但依然能够表达,尽管这些表达的rRNA已经不能正常剪切。 6)PCR扩增时,所用引物的位置、反应条件会影响产物中所含拷贝的类型和比例。如利用26S-IGS-1/26S-IGS-2扩增26S rDNA的片段,所获得的136个序列只有22.06%来自功能基因,而用nc26S12/3331rev扩增则获得序列约一半可能来自功能基因。在PCR和RT-PCR扩增26S rDNA片段时,不加DMSO获得的序列只有4.10%为功能基因,加入DMSO后,获得功能基因的可能性提高到71.25%,是不加DMSO时的17倍。 7)利用ITS片段在山茶属植物种内及种间的多态性,设计了3对SSR引物,结合来自叶绿体DNA及其它核DNA上的SSR引物,成功地检验了金花茶与其他山茶属植物杂交产生的杂种的真实性。 上述研究成果将有助于我们更好理解rDNA家族进化的规律,同时也有利于山茶属植物的分类、种质鉴定以及资源保护。

【关键词】：山茶属 rDNA 多态性 进化 IGS 鉴定
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S571.1
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