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采用AFLP分子标记和分子生物学方法对资源植物的评价

徐夙侠  
【摘要】: 中国资源植物丰富,蕴藏着优异的基因资源,开发和利用这些优异资源是植物学研究的重要课题。本文面向国家重大需求选择两种资源植物―羊草(Leymus chinensis (Trin.) Tzvel)和向日葵(Heliathus annuus L.),采用分子标记技术和分子生物学方法对其进行评价和研究,以期为资源利用提供依据。由于两种植物本身的差别和采用的研究方法各异,故分别论述。 羊草,隶属禾本科赖草属,是欧亚大陆草原区东部重要建群种之一。羊草是牧草之王,是我国比较有优势的战略性生物资源,对我国北方畜牧业的发展以及生态环境的保育均具有重要意义。近年来,由于缺乏科学管理、过度放牧等不利影响,加之羊草本身固有的“三低”问题(即抽穗率低、结实率低、发芽率低)已对羊草生物多样性维持构成了严重的威胁,限制了我国人工草地建设和天然草地的改良及沙化治理的步伐。因此,如何通过形态调查结合生物技术手段评价羊草遗传多样性为建立核心种质及改良羊草、快速评价和创造新的种质、如何加快育种进程便成为当前亟待解决的问题。本文围绕这些问题开展了系统的研究并取得如下结果: 1.对羊草的形态调查和AFLP分析,表明羊草是一种形态变异较大但是遗传变异较小的物种。两种生态型的表现显著差异,其中灰绿生态型羊草比黄绿生态型差异大。羊草遗传多样性与包括长期的栽培驯化、地理分布有很大的相关性,地理来源相同的几乎全部聚到了一组。 2.通过主成分分析和通径分析,简化了羊草31个性状分析的复杂性,了解到羊草无性繁殖受好的营养生长促进。 3. AFLP分子标记技术在分析羊草遗传多样性方面有显著优势,尤其是对于羊草这样多态性不高的物种是一种非常有效的分析工具。在分析AFLP数据时采用聚类分析和主坐标分析相结合的方法,既兼顾了亲缘关系较近的种质之间的关系调查也兼顾了亲缘关系较远的种质之间的关系调查。 4.羊草AFLP反应,不同引物所获得的总带数和多态性带数差别明显。羊草基因组对3’端有选择性碱基TN的所有EcoRI选择性引物扩增效果很差,前人的有关赖草属的遗传研究也支持这一结果。 向日葵(n=17),属于菊科(Compositae)向日葵属(Heliathus),向日葵的研究重要领域是向日葵杂种生产,而细胞质雄性不育系的使用是杂种优势育种的核心。全世界90%以上的向日葵杂交种生产仍然在使用同一个细胞质类型PET1,玉米遗传单一给生产带来的毁灭性打击仍然令研究者和生产者记忆犹新,


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