CHS在小麦族中含P基因组物种中的系统发育与进化式样研究

发布时间：2017-09-14 04:15

  本文关键词：CHS在小麦族中含P基因组物种中的系统发育与进化式样研究

  更多相关文章： 小麦族 P基因组 系统进化 冰草属 仲彬草属 杜威草属 CHS基因

【摘要】：小麦族(Triticeae Dumortier)是禾本科(Poaceae)植物中最重要的一个类群之一,大约有500个种,不仅包括重要的粮食作物如小麦(Triticum aestivum L.)、黑麦(Secale cereal L.)和大麦(Hordeum vulgare L.),还包括许多具有经济价值的牧草,如：冰草(Agropyron cristatum (L.) Gaerton)、仲彬草属(Kengyilia Yen et J.L Yang)等。不仅包括一年生物种,还包括许多多年生物种。因此,研究小麦族的进化历史,可以为麦类作物的改良和牧草品质的提升提供遗传资源。小麦族植物包括许多二倍体植物和多倍体植物,其中70-75%的多倍体都是由不同的二倍体通过各种天然杂交组合的方式形成。目前得到广泛认可的分类方式是分类学家通过基因组的分类系统进行划分,现今得到认可的二倍体属主要有澳冰草属(Australopyrum)、冰草属(Agropyron)、簇毛麦属(Dasypyrum)、异形花属(Heteranthelium)、大麦属(Hordeum)、新麦草属(Psathyrostachys)、拟鹅观草属(Pseudoroegneria)等,多倍体属有仲彬草属(Kengyilia)、杜威草属(Douglasdeweya)、赖草属(Leymus)等。其中,冰草属(Agropyron)、仲彬草属(Kengyilia)、杜威草属(Douglasdeweya)都是含有P基因组的同源或异源多倍体物种。本研究对含P基因组的12个仲彬草属物种(14份材料)、2个冰草属物种(70份材料)、1个杜威草属物种(3份材料)及10个二倍体属物种(10份材料)186条CHS基因序列分析,构建系统发育树,探讨了CHS在P基因组物种中的系统发育和进化式样,研究主要结果及结论如下：1.结合系统发育、多态性、遗传距离及遗传分化系数进行分析,结果表明中亚、青藏高原、东亚和欧洲冰草四个居群间存在明显的遗传分化,中亚可能是冰草的多样性分布中心；2.冰草各居群dn/ds数据表明青藏高原冰草居群经历种群历史扩张保留较多的祖先遗传印记,有助于CHS为了更好的适应青藏高原的高海拔、高紫外照射等环境作出应答反应；3.中亚居群和青藏高原居群的仲彬草分别与当地的冰草属物种聚在一起,表明仲彬草属物种青藏高原和中亚种群可能是两个独立的起源,且CHS基因在这两个种群中存在不同进化潜能：青藏高原的仲彬草属物种受多倍化遗传瓶颈效应的影响,而中亚的仲彬草属物种可能通过重复杂交获得更多的冰草遗传物质；4.系统发育树的聚类结果表明,杜威草属物种和仲彬草属物种亲缘关系较近,D. deweyi的P基因组供体可能起源于中亚地区的Ag.cristatum；
【关键词】：小麦族 P基因组 系统进化 冰草属 仲彬草属 杜威草属 CHS基因
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q949
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 1. 文献综述10-18
• 1.1 多倍体化和基因组进化在小麦族中的地位10-11
• 1.2 含P基因组物种的研究概况11-15
• 1.2.1 冰草属物种研究概况12-13
• 1.2.2 仲彬草属的研究概况13-14
• 1.2.3 杜威草属的研究概况14-15
• 1.3 查尔酮合成酶基因CHS15-16
• 1.4 本研究的目的及意义16-18
• 2. 材料与方法18-26
• 2.1 材料18-21
• 2.2 PCR克隆及测序21-25
• 2.2.1 总DNA的提取21
• 2.2.2 PCR扩增21-22
• 2.2.3 PCR扩增产物的回收及纯化22-23
• 2.2.4 目的片段的克隆及测序23-25
• 2.3 数据分析25-26
• 2.3.1 序列分析25
• 2.3.2 系统发育分析25-26
• 3. 结果26-36
• 3.1 序列特点分析26-27
• 3.2 群体遗传结构多样性分析27-30
• 3.3 中性检测及选择压30-31
• 3.4 系统发育分析31-36
• 4. 讨论36-41
• 4.1 冰草的居群遗传分化式样36-37
• 4.2 冰草属、杜威草属和仲彬草属之间的亲缘关系37-39
• 4.2.1 冰草与杜威草属的系统亲缘关系37-38
• 4.2.2 冰草与仲彬草属的系统亲缘关系38-39
• 4.2.3 杜威草属与仲彬草属的系统亲缘关系39
• 4.3 CHS在含P基因组物种中的分子进化39-41
• 4.3.1 二倍体与四倍体冰草CHS的分子进化39-40
• 4.3.2 冰草与杜威草属CHS的分子进化40
• 4.3.3 冰草与仲彬草属CHS的分子进化40-41
• 5. 结论41-42
• 参考文献42-48
• 致谢48-49

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本文编号：847810