以色列卡梅尔山“进化峡谷”野生二粒小麦的群体进化研究

发布时间：2021-12-31 10:32

　　小麦是世界上重要的粮食作物,在距今10000年前由新石器时代的人类对其野生祖先进行驯化产生。小麦起源于中东的“新月沃地”,即目前以色列和土耳其等国境内。野生二粒小麦是普通小麦A、B基因组的供体物种,含有许多可以直接应用于小麦改良的优异基因,包括控制抗病、抗逆、优质及多分蘖等优良性状的基因,是改良普通小麦的优异基因库。小麦野生近缘种的优异基因导入小麦是提高小麦育种水平的重要基础。位于以色列卡梅尔山的“进化峡谷”蕴含丰富的麦类作物野生资源,是种质资源发掘和研究物种在微环境下进化的天然实验室。尽管峡谷向南向北的两坡水平距离相距仅200米,但本课题组发现峡谷不同坡的野生二粒小麦群体已经分别针对抗白粉病及干旱胁迫产生了适应性的进化。为了揭示其进化机制,本研究首先利用高通量小麦55K SNP芯片对“进化峡谷”和来源于以色列、土耳其、叙利亚、黎巴嫩等国境内的168份四倍体小麦种质材料进行群体结构分析,明确了梅尔山“进化峡谷”野生二粒小麦群体的唯一进化来源。在此研究基础上,从群体遗传学的角度分析了卡梅尔山“进化峡谷”野生二粒的群体演化史、分化时间、分化指数、基因交流、以及受到选择的基因等,进一步揭示了... 

【文章来源】：山东农业大学山东省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

四个进化峡谷展示图

图 1.四个 进化峡谷 展示图Fig.1 Display four "Evolution Canyon"备注：以色列的四个 进化峡谷 (ECI-IV)环境示意图。在 ECI 中 非洲 斜坡(SFS)，展示了一种类似稀树草原非洲地理特点。 欧洲 斜坡(NFS)，由于橡树等植物等茂密灌木林的覆盖，类似于欧洲的森林地理特点。

图 3. 进化树(55K 芯片)Fig.3 Evolution Tree (55K Chip-seq)备注：(A)采集地点地理位置图。(B)系统进化树结果图，左侧编号与 A 图位置关系对应。3.1.2 芯片数据的群体遗传结构为了探究材料间的血缘关系，需要计算群体结构。由图 4 群体结构结果发现在群体结构的分析结果中，当 K(遗传结构分类数)=2 时， 进化峡谷 材料同以色列，叙利亚其他材料都为同一种成分，说明这些材料之间有着共同祖先。当增加 K 值到 K=3 时 NF欧洲坡 材料首先分化出来，K=5 时，SFS 非洲 坡的材料进而从群体中分化出来，当 K 值=10 时， 进化峡谷 中的材料分化成为和进化树结构相同的 3 个不同的亚群，并且 SFS.gr1 中含有其他以色列材料的血缘成分，但其他成分与 SFS.gr2，NFS.gr 均不相同，从而排除 SFS.gr1 为另外两种材料原始祖先或者子代的情况，说明三种亚群之间存在着明显的差异，进一步对其进行全基因组重测序研究。

【参考文献】：
期刊论文
[1]新一代DNA测序技术的应用与研究进展[J]. 徐疏梅.  徐州工程学院学报(自然科学版). 2018(04)
[2]DNA测序技术的发展进程[J]. 毛亚文,陈江华.  亚热带植物科学. 2018(01)
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[4]测序技术发展状况及相关专利分析[J]. 毛舒燕,梁婧文.  中国医药生物技术. 2015(03)
[5]小麦遗传多样性研究进展[J]. 高秀琴,兰进好,穆平,林琪.  山东农业科学. 2007(03)
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[7]小麦的基因源[J]. 董玉琛.  麦类作物学报. 2000(03)
[8]土壤水分胁迫对小麦养分分配及产量的影响[J]. 石岩,林琪,李素美,位东斌,于振文,余松烈.  植物营养与肥料学报. 1998(01)

博士论文
[1]基于全基因组和转录组的小麦族系统发生研究[D]. 王春阳.山东农业大学 2018

硕士论文
[1]面向新一代测序技术的基因拼接算法[D]. 赵坤.山东大学 2015
[2]以色列卡梅尔山“进化峡谷”野生二粒小麦种质资源评价[D]. 尹华燕.山东农业大学 2015



本文编号：3560101