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中国Ceratotropis亚属分类与进化研究

马燕玲

  Ceratotropis亚属(又称亚洲豇豆亚属)是豆科豇豆属的一个重要亚属,主要分布于亚洲地区。该亚属可分为3个组(Angulares、Ceratotropis和Aconitifoliae组),共包含21个种,主要栽培种有绿豆、小豆和饭豆等。中国Ceratotropis亚属物种丰富,且普遍认为绿豆和小豆均起源于中国,因此对该亚属栽培种及野生近缘种资源的收集鉴定和评价利用对育种和保护生态多样性等均具有重要意义。但与日本、印度、泰国等其他亚洲国家相比,我国对野生近缘种资源的的研究还比较落后。近年来,通过对亚洲豇豆亚属野生资源的考察搜集发现,我国境内分布有大量的该亚属野生近缘种,这是我国豇豆属作物育种重要的基因资源。对其进行归类和种间的遗传背景分析,有助于其进一步遗传研究和育种利用。本课题针对从中国11个省市收集的63份种质和33份标准种共17个种/亚种的96份材料,根据形态学性状、小豆SSR引物、ITS序列及RNA二级结构的比较分析,明确了Ceratotropis亚属的组间、种间和种内关系,为种间基因交流提供了信息;同时,分析了不同组及种的进化速率,探讨了多倍体种的供体种来源,为种间遗传演化等分析奠定了基础。主要结果如下: 1基于表型的分析显示: Ceratotropis亚属中Angularis组和Ceratotropis组亲缘关系较远,Aconitifoliae组较特殊,混合了两个组的形态学特征;在Ceratotropis组中, V.subramaniana较V.mungo与V.radiata的表型性状更为相似。 2. 57对小豆SSR引物的分析表明:除V.aconitifolia外,80%以上的小豆SSR引物均可在其他种中有效扩增,可扩增率和扩增片段分布与种间的植物学亲缘关系相一致;聚类分析显示Ceratotropis组又可分为2个亚组,即V. radiata / V.subramaniana亚组和V. mungo亚组,其中绿豆种种内遗传多样性最高;Angulares组的各个种的种内遗传多样性较低; Mantel test显示,SSR数据和形态数据对种间遗传关系的评价显著相关(r=0.78);此外,分析还表明本试验中的小豆半野生亚种为栽培种逃逸型。 3.利用MEGA4.0软件和Mfold 3.0软件对ITS序列和ITS2间隔区RNA二级结构的分析表明:⑴V.angularis的ITS2-RNA二级结构可作为其他序列的结构模型(螺旋结构转移率96.03%),且小豆引物的可转移性最高,可推测V.angularis种进化速率最快;⑵V.hirtella和V.trinervia可能是V.reflexo-pilosa的二倍体供体种;⑶Angularis组的各种间进化距离差异很小,其中V.minima,V.nakashimae,V.riukiuensis和V.umbellata亲缘关系较近,可能具有共同的野生祖先;⑷结合生长习性的差异,可将绿豆野生种进一步划分为半野生亚种和野生亚种。 4.综合形态学和分子生物学分析,鉴定出野生豇豆种,该种属于Vigna亚属(豇豆亚属),与Ceratotropis亚属亲缘关系较远,且基于小豆SSR引物在该种中的高通用性(82%)和豆科植物比较基因组学研究,可发掘该种的辅助育种潜力。……   
[关键词]:Ceratotropis亚属;分类;进化;形态学;SSR标记;ITS序列
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国农业科学院2011年