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桑种质资源的遗传多样性及分子系统学研究

赵卫国  
【摘要】:桑树是多年生的重要经济作物,是家蚕的唯一饲料。桑树在我国地理分布广,易适应不同的生态环境,容易通过自然和人工杂交,这些特性形成了丰富的桑树种质资源。利用DNA分子标记,本文开展了桑种质资源的遗传多样性和分子系统发育研究,对桑种质的鉴定、保护、利用、核心种质的构建和遗传育种具有重要的实用价值和理论意义。本论文的主要研究内容如下: 一、桑树栽培种和野生种间遗传多样性的ISSR和SSR比较分析 构建了一个桑树(CA)_(15)微卫星富集文库,筛选出了10对具有多态性的SSR引物。首次利用新的SSR引物和已报道的5对SSR引物以及筛选出的ISSR引物,研究了27个桑树品系(包括19个栽培种和8个野生种品系)的遗传多样性。15个ISSR引物共扩增条带为138条,多态性条带为126条,多态性比例为91.3%,平均多态性信息含量(PIC值)为0.2006。15对SSR引物每个位点平均等位基因数为5.13,平均PIC值为0.5210。桑树品系间ISSR和SSR揭示的平均遗传相似系数分别为0.7677和0.6131。2种标记揭示野生种内所有遗传多样性指数高于栽培种内,说明栽培、驯化引起了桑树遗传多样性的丢失。利用UPGMA法构建的ISSR和SSR聚类图,野生种和栽培种有较远的亲缘关系。基于ISSR和SSR数据的主成分分析(PCA)支持UPGMA聚类。比较ISSR和SSR标记,发现SSR标记多态性较高,有较强的信息量,并进行了ISSR和SSR标记的相关性测验。根据研究结果,进一步提出了桑树种质资源的保护策略。 二、我国桑树选育品种ISSR指纹图谱的构建及遗传多样性分析 利用ISSR标记构建了24个选育桑品种的指纹图谱,用3种独立的方法(特殊的标记;特异的谱带类型;不同引物提供的谱带类型组合)可以有效地鉴别桑树选育品种,证明ISSR标记在桑树品种的鉴别方面是一个有效的工具和方法。17个ISSR引物共扩增出80条带,40条带具有多态性,占50.0%。24份选育桑树品种间平均遗传相似系数、Nei's基因多样性(gene diversity)和Shannon's信息指数分别为0.8731.0.1210和0.1942。桑树选育品种间的遗传多样性较低,说明我国选育桑品种间遗传距离较小,亲缘关系较近,遗传基础较狭窄。UPGMA法聚类和PCA分析都清楚地显示了24个桑树选育品种的亲缘关系,聚类结果与桑树品种的系谱基本一致。 三、我国不同生态型桑树品种遗传多样性的ISSR分析 利用ISSR标记评价了我国8个不同生态类型桑树群体结构和遗传变异。来源8个生态类型的66个桑树地方品种间,12个ISSR引物总扩增条带数为83,50条为多态性条带,多态性比例为60.24%,平均PIC值为0.1469。总杂合度(H_T)为0.1600,群体内杂合度(Hs)为0.0851,群体间多样性为(Dst)0.0749,群体间的遗传分化系数(Gst)为0.5678,表明群体间的变异大于群体内的变异。基因流(Nm)为0.4683,说明群体间遗传漂移引起了当地遗传差异及群体分化。平均遗传相似系数为0.8456,8个群体间的遗传相似系数变异范围为0.8441~0.9640,说明不同群体间的遗传多样性存在差异。根据ISSR标记遗传相似系数按UPGMA法对66个地方桑


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