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《新疆农业大学》 2014年
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新疆大蒜及其野生近缘种遗传多样性研究

杨天灵  
【摘要】:葱属(Allium L.)植物是重要的蔬菜、药用、观赏和饲用植物种质资源。新疆野生葱属植物约69种,对寒、旱和贫瘠以及病虫害具有一定的抗性,为葱、蒜、韭等蔬菜的抗逆育种提供了宝贵的基因材料。本研究以新疆大蒜及其野生近缘种植物为研究对象,在引种条件下开展大蒜野生近缘种的物候生物学特性研究,基于核型特征、Giemsa C-带特征和ISSR分子标记分析了新疆大蒜及其野生近缘种的遗传多样性特征。主要结果如下: (1)野生近缘种3月初,地下芽萌动出土,进入营养生长期;随着温度的上升,完成生殖生长,在夏季高温来临之前,进入休眠,同年无二次生长,形成了避旱、避寒的年生活史特征。年生活周期为60~106d不等,奇台蒜和红旗达坂蒜年生活周期较短,而新疆蒜和圆头蒜年生活周期较长。 (2)野生近缘种在花期第3~15d,开花振幅达到最高,开花振幅达到最高前后,成递增或递减的趋势。其主要形态特征为花被片6枚、雄蕊6枚和雌蕊1枚,子房腹缝线基部具帘的蜜穴或无。单花开花进程可分为花被片开裂、内轮花药散粉、内轮花药完全散粉、外轮花药散粉、花药完全散粉、花被片完全外翻、花丝完全萎蔫、花被片完全萎蔫、花柱完全萎蔫共计9个阶段;各近缘种间开花时间为5~15d不等。 (3)采用常规压片进行核型研究,冰水混合物为最佳预处理方式。多籽蒜(FX)存在核型分化,有2n=2x和2n=3x两种类型,其余材料均为二倍体;多籽蒜(FY和FX)和圆头蒜(YU)的染色体基数为x=10,其余材料均为x=8;所有材料都有m染色体和sm染色体,多籽蒜(FY和FX)、圆头蒜(YU)和大蒜还有st染色体,中牟大蒜还有1条M染色体;多籽蒜(FY和FX)和圆头蒜(YU)为进化程度较高的2B型,其余均为进化程度较低的2A型;大蒜的m染色体和sm染色体上有数目不等的居间随体出现,大蒜随体与栽培季节以及生态环境存在一定的关系;健蒜、新疆蒜(RQ)和红旗达坂蒜(HK1)染色体的末端有随体出现,健蒜和新疆蒜的随体在短臂上,红旗达坂蒜的随体在长臂上。染色体结构及组成和进化程度存在种间差异,呈现多样性特点。 (4)采用Giemsa C-带进行带型研究,HBSG法为最优体系。大蒜及野生近缘种显带数目、不完全显带数目和异染色质含量有所不同,异染色质含量主要集中在先端区和中间区。大蒜及其野生近缘种都有深染的末端带、中间带和着丝点带,数目和位置有所不同。野生近缘种中,除红旗达坂蒜(HK2)外,其余都有近端带;健蒜(JY)和新疆蒜(RQ)的短臂上存在随体带和次缢痕带,红旗达坂蒜(HK2)的长臂上有次缢痕带,但无随体带;多籽蒜(FY)和圆头蒜(YU)有数目不等的远端带。中牟大蒜和吉木萨尔白皮蒜含有所有带型,昭苏六瓣红无远端带,阿合奇大蒜无次缢痕带。新疆大蒜及其野生近缘种的遗传结构差异大,都存在或多或少的种质渗入。 (5)采用ISSR分子标记手段进行遗传多样性特征分析,发现改良SDS法更适于DNA的提取。采用正交实验设计和单因素筛选结合法,筛选出ISSR-PCR反应最优体系为15μL:模板DNA75ng,dNTP浓度0.3mmol/L,Taq酶的浓度0.09U/μL,引物的浓度0.5μmol/L。从34个ISSR引物中共筛选出18个扩增稳定、条带清晰且多态性丰富的引物,共扩增出254个位点,多态性位点244个,多态性比率为96.06%。Nei’s基因多样度指数为0.1849~0.4697,平均值为0.3873;Nei’s遗传一致度为0.4606~0.9094;Nei’s遗传距离为0.0949~0.7752;香农信息指数为0.2815~0.6617,平均值为0.5642;多态性信息含量(PIC)为0.1511~0.3583,平均值为0.3047。基于DICE系数法,遗传相似系数为0.45~0.91,通过UPGMA法聚类,将新疆大蒜及其野生近缘种聚为4个类群11组。
【学位授予单位】:新疆农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:S633.4

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