冰草居群45S rDNA基因位点FISH分析

发布时间：2017-10-26 05:27

  本文关键词：冰草居群45S rDNA基因位点FISH分析

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【摘要】：冰草(Agropyron cristatum(L.)Gaertner)是禾本科(Poaceae)小麦族(Triticeae)冰草属(Agropyron J.Gaertner)的模式种,多年生,异花授粉植物,仅含P基因组,染色体倍性有二倍体(2n=2x=14)、四倍体(2n=4x=28)、六倍体(2n=6x=42)。广泛分布于欧亚大陆温寒带地区,是冰草属中分布范围最广、应用最多的一个物种。冰草是小麦野生近缘植物,含有优异基因,如抗旱、抗寒、耐盐碱、抗病虫,是小麦遗传改良的重要基因源。冰草也是重要的牧草,茎叶柔嫩、营养丰富,适口性强,具有极高的饲用价值,既可放牧也可刈割。目前,对冰草的研究主要集中在冰草资源的开发利用方面,对冰草居群间和冰草不同染色体倍性间的亲缘关系、同源多倍体的形成过程等的研究报道较少。本研究利用荧光原位杂交技术,对来自东亚、中亚、青藏高原3个居群中包含二倍体、四倍体和六倍体的28份冰草45S rDNA位点进行分析,了解45S rDNA位点在冰草中的变异,探讨不同居群生境对冰草45S rDNA位点多态性的影响,冰草多倍化进程中45S rDNA位点的变化,为探究冰草的起源与演化提供分子细胞遗传学证据。研究结果表明：1、45S rDNA位点数目在中亚居群冰草中为6-12个,在东亚居群冰草变异为12-14个,在青藏高原居群变异较大(8-18个)。45S rDNA位点多分布于染色体短臂端部,中亚居群冰草的45S rDNA位点几乎全分布在短臂端部(除PI598628中两个位点同时分布在短臂和长臂的端部),东亚和青藏高原居群冰草的45S rDNA位点分布较为多样,在染色体的短臂端部和节间近侧区,长臂端部、节间近端区和节间近侧区5个区域有分布,表明不同地理分布的冰草45SrDNA位点存在多态性。2、二倍体、四倍体和六倍体冰草45S rDNA位点数分别为6-8个、8-17个和18个,位点数目随着倍性的增加而增加。除编号为PI598628的二倍体冰草在长臂端部有一个45S rDNA位点,其余二倍体和六倍体冰草的位点均分布在染色体短臂端部,四倍体冰草的45S rDNA位点在短臂端部、节间近侧区和长臂端部、节间近端区、节间近侧区五个区域均有分布。表明不同倍性冰草之间的45S rDNA位点的数目和分布位置具有多态性,尤其是四倍体冰草的位点变异最大,这可能与它广泛的生态适应性有关。3、核型分析显示绝大多数二倍体冰草核型类型为1A,四倍体和六倍体冰草核型类型为2A。45S rDNA位点在冰草染色体上有9种分布类型,以分布在染色体短臂端部(a类型)为主。中亚居群冰草45S rDNA位点分布类型几乎为a类型,东亚和青藏高原居群冰草45S rDNA位点分布类型多样,特别是青藏高原居群冰草的分布类型最为丰富。推测中亚居群较为原始,可能为冰草的起源中心。4、中亚居群中来自俄罗斯奥伦堡州的二倍体冰草(PI547279)和哈沙克斯坦却耳卡尔的二倍体冰草(PI598645)的45S rDNA在染色体上的分布类型一样,核型类型都为1A,表明两者亲缘关系较近,三个来自青海省同德县编号为ZY12185(4x)、ZY12173(4x)和ZY12179(6x)冰草的45S rDNA在染色体上的分布类型一样,核型类型均为2A型,表明三者亲缘关系较近。
【关键词】：冰草 45SrDNA FISH 遗传多样性
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S543.9
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1. 前言10-23
• 1.1 冰草简介10-11
• 1.2 冰草的研究现状11-14
• 1.2.1 形态学和形态解剖学研究11-12
• 1.2.2 细胞遗传学研究12-13
• 1.2.3 分子生物学研究13-14
• 1.3 FISH技术14-16
• 1.4 45S rDNA重复序列研究16-20
• 1.4.1 45S rDNA的结构和功能16-17
• 1.4.2 45S rDNA在染色体上的多态性17-19
• 1.4.3 45S rDNA的进化机制19-20
• 1.5 45S rDNA-FISH技术在植物研究中的应用20-22
• 1.5.1 物种间亲缘关系的分析20-21
• 1.5.2 多倍体进化及起源研究21-22
• 1.5.3 染色体识别22
• 1.6 本研究的目的和意义22-23
• 2. 材料和方法23-28
• 2.1 实验材料23-24
• 2.2 实验方法24-28
• 2.2.1 靶染色体制备24-26
• 2.2.2 探针的制备26
• 2.2.3 杂交26-27
• 2.2.4 洗脱27
• 2.2.5 镜检摄像27
• 2.2.6 图片处理与结果分析27-28
• 3. 结果与分析28-43
• 3.1 冰草45S rDNA信号位点分析28-35
• 3.1.1 冰草45S rDNA位点数分析28-32
• 3.1.2 冰草45S rDNA位点分布区域分析32-33
• 3.1.3 冰草45S rDNA位点信号强弱分析33-35
• 3.2 基于45S rDNA-FISH的冰草核型分析35-43
• 4. 讨论43-47
• 4.1 环境对冰草45S rDNA位点的多态性的影响43-44
• 4.2 多倍化对冰草45S rDNA的影响44-45
• 4.3 冰草45S rDNA-FISH的核型多态性分析45-46
• 4.4 冰草种内亲缘关系分析46-47
• 5. 结论47-48
• 参考文献48-55
• 致谢55-57
• 附图57-63

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本文编号：1097239