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刚竹属部分竹种遗传多样性的ISSR分析

孙志娟

   竹类植物是地球陆地生态系统的重要组成部分,生长快,用途广。不仅具有重要的经济价值,而且具有良好的水源涵养和水土保持功能。刚竹属是竹亚科中种类最多的属,多达50余种。该属的几乎所有竹种均原产于我国,其中一些观赏价值较高的竹种已被广泛应用于园林造景和城乡绿化。因此,刚竹属植物研究备受重视。 DNA分子标记是一种新的遗传标记,它是基因型的特殊的易于识别的表现形式,是生物分类学、育种学、遗传学和物种起源与进化等研究的主要技术指标之一。分子标记直接揭示DNA水平的差异,用它来描述植物的遗传多样性更为直观、准确。简单重复间序列标记(Inter-Simple Sequence Repeat,ISSR)是一种理想的基于PCR技术的分子标记。目前在植物种质资源鉴定、构建遗传图谱、基因定位、遗传多样性及分子生态学研究中得到广泛应用。 本文利用ISSR技术,对刚竹属(Phyllostachys)的14个常见观赏竹种,即金竹的3个变型竹种:绿皮黄筋竹(P.sulpurea cv.houzeau)、黄皮绿筋竹(P.sulphurea cv.robert)、刚竹(P.sulphurea cv.viridis);龟甲竹(P.heterocy)和3个变型竹种:毛竹(P.heterocyclacv.pubescens)、花毛竹(P.heterocycla cv.tao)、黄槽毛竹(P.heterocycla cv.luteosulcata);紫竹(P.nigra)及其变种毛金竹(P.nigra var.henonis);斑竹(P.bambusoides f.lacrimadeae);早竹(P.praecox);黄槽竹(P.aureosulcata)及其栽培型竹种金镶玉竹(P.aureosulcata f.spectabilis);黄竿乌哺鸡竹(P.vivax f.aureocaulis)进行基因组多样性分析。通过研究刚竹属植物基因组提纯方法,优化ISSR-PCR反应体系,根据UPGMA方法构建聚类树状图进行聚类分析,试验结果如下: 1、以黄皮绿筋竹作为研究对象,比较SDS法和CTAB法,发现CTAB法较适合竹子基因组的提纯;并通过改良CTAB法,建立适合刚竹属植物基因组提纯的方法。 2、采用L_(16)(4~5)正交试验设计,对Taq酶、dNTP、Mg~(2+)浓度、引物及模板DNA浓度进行优化筛选,建立了刚竹属植物ISSR-PCR反应的最佳体系,即20μL反应体系中含有1×buffer、Taq酶1.5 U、Mg~(2+)2.5 mmol/L、模板DNA 80 ng、dNTP0.15 mmol/L、引物0.4μmol/L;通过梯度PCR试验筛选得到相应引物的最佳退火温度。 3、利用ISSR技术对14个观赏竹种进行基因组DNA多样性分析,从40条ISSR引物中筛选出10条进行PCR扩增。共扩增出75条重复性高、清晰的条带,多态性条带60条,多态性位点百分率为80%。扩增片段长度大多数集中在0.3~2.0 kb之间。 4、利用扩增的片段进行14个竹种的遗传差异分析,根据UPGMA方法构建聚类树状图:(1)同属于金竹变型种的刚竹与绿皮黄筋竹、黄皮绿筋竹没有聚为一类,说明它们之间的遗传距离较远、遗传变异程度大;(2)黄秆乌哺鸡竹和斑竹聚为一类,说明它们之间的遗传距离相对较近;(3)其它竹种间的聚类关系较符合传统竹子分类系统。其中早竹,金镶玉竹和黄槽竹,紫竹和毛金竹,毛竹、花毛竹、龟甲竹和黄槽毛竹都单独聚为一类;(4)其中花毛竹和黄槽毛竹间的遗传距离最近为0.0134,早竹和毛竹间的遗传距离最远为0.7621。说明用ISSR技术对刚竹属植物分类和亲缘关系研究是非常有效的。 综上所述,建立了刚竹属植物基因组DNA提纯的方法,优化了ISSR-PCR反应体系,开展刚竹属部分观赏竹种ISSR分子标记的研究。试验结果为观赏竹的遗传育种、品种改良乃至竹类植物的分类系统研究奠定理论基础。……   
[关键词]:刚竹属;ISSR;正交设计;遗传多样性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:安徽农业大学2008年