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《湖南师范大学》 2003年
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野生稻与栽培稻rDNA的ITS序列分析及系统学意义

高健  
【摘要】: 本文以产于湖南的普通野生稻(Oryza.rufipogon)-茶陵野生稻和安仁野生稻以及栽培稻(Oryza.sativa)籼亚种(subsp.indica)的9311、南京11号、广陆矮4号和粳亚种(subsp.japonica)的秋光、日本晴、爪哇稻为实验材料,以ITS(Internal transcribed spacer)序列为研究对象,力图构建其分子系统进化树,建立区分籼、粳亚种的分子标记,旨在为稻属系统进化研究建立一种新的研究手段,促进对目前主要栽培稻遗传背景的了解,为水稻杂交育种和杂种优势利用中的亲本选择提供分子遗传学指标。其主要结果如下: 1 ITS序列特征 运用PCR技术研究了供试8个材料完整的ITS(ITS1+ITS2)区及5.8S区。它们的5.8S rDNA的长度和G/C含量完全一致,表明核糖体基因高度保守;ITS1为193bp-196bp,G/C含量为72.31%-74.38%;ITS2为224bp-233bp,G/C含量为74.12%-76.86%;茶陵野生稻的ITS最长,而爪哇稻的ITS最短;ITS1的长度和G/C含量变化较小,尤其是秋光与日本晴、南京11号与9311之间差异较小;ITS2的长度和G/C含量变化较ITS1大,但秋光与日本晴、南京11号与9311之间的差异仍是最小的,表明秋光与日本晴的亲缘关系较近,而南京11号与9311的亲缘关系较近;爪哇稻的ITS长度和G/C含量与两个粳稻的相似性较高;早籼品种广陆矮4号与两个中籼品种南京11号和9311虽有一定差异,但相似性高达96.5%;由此可见,水稻rDNA的ITS序列的长度和G/C含量的变化规律与其传统亚种分类和生态型分类具有高度的一致性。 2 ITS序列的排序与系统学分析 运用Clustal.W软件对供试8个材料的ITS序列进行排序,总 计431个性状位点,其中变异位点28个,占整个性状位点的6.49%; 信息位点8个,占变异位点数的29.7%。 在8个信息位点中,粳亚种的三个品种在第70、第191、第 259和第342位上都具有相同的碱基,分别是A、T、T和A,而 釉亚种的三个品种在相应位点的碱基类型分别是G、C、C和G, 因此,可把这4个位点作为区分釉、粳两亚种的分子标记。 釉亚种三个品种间的ITS序列存在17个变异位点,其中南京 n号与93n的ITS仅存在4个位点的差异;而粳亚种3个品种间 (将曾单独作为另一亚种的爪哇稻包含在粳稻内)的ITS序列仅 有6变异位点,其中秋光和日本晴的差异仅3个。由此表明釉亚 种品种的遗传多样性比粳亚种品种的更丰富。 以茶陵野生稻为外类群,供试材料ITS序列的PAUP(version 4.0)分析得到了一个三歧式无根树。结果表明:1)南京11号、 93 11、安仁野生稻(可能己受到粕稻的影响)和广陆矮4号为一个 单系群;秋光、日本晴和爪哇稻为另一个单系群。2)利用ITS序 列可以区分同一粕亚种不同生态型的品种,如广陆矮4号与南京 n号等;3)釉稻一支与茶陵野生稻之间的遗传分化距离(0.080) 大于粳稻一支的遗传分化距离(0.020),表明茶陵野生稻近于粳稻 而远于釉稻;而安仁野生稻与釉型3个品种聚类在一起,表明它 近于釉稻而远于粳稻。 3 ITS序列的拷贝数分析 利用中国和日本水稻基因组数据库,,采用Blastn分析软件, 分别对水稻基因组测序的模式植物9311和日本晴rDNA的ITs序 列的拷贝数进行了分析。结果表明:1) 93n的ITS区和5.85区 都没有找到完全同源的序列,仅仅获得了一些小片段的同源序列。 2)在日本晴全基因组数据库里,得到了一个完全相同的同源序列, 其他也为一些较小的同源片段。3)在日本晴第l号染色体的基因 组数据库里,只获得了小片段的同源序列。
【学位授予单位】:湖南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S511

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