不同来源一年生野生大麦与栽培大麦的遗传多样性以及染色体组差异分析

发布时间：2016-11-12 14:53

  本文关键词：不同来源一年生野生大麦与栽培大麦的遗传多样性以及染色体组差异分析，由笔耕文化传播整理发布。

《华中农业大学》 2015年

不同来源一年生野生大麦与栽培大麦的遗传多样性以及染色体组差异分析

闫松显  

【摘要】：大麦(Hordeum vulgare L.)是世界上最古老的“三元”作物,即粮食作物、饲料作物和酿造用作物,由于具有早熟、耐瘠、适应性强等特点,其种植范围非常广泛。在中国,大麦是仅次于玉米、水稻、小麦的第四大禾本科作物。大麦的染色体数少,只有七对染色体(2n=14),是二倍体自花授粉作物中染色体数最少的作物,且其在形态、遗传和生理等多个领域都具有广泛的多样性,是理想的遗传和生理研究模式作物。一年生野生大麦(Hordeum spontaneum)是栽培大麦(Hordeum vulgare)的祖先种,西亚“肥沃月湾”地区和中国青藏高原地区是栽培大麦的两个主要起源中心。一年生野生大麦变异类型众多,具有明显的早熟性、抗病性和耐逆性,丰富的一年生野生大麦种质材料在大麦进化与驯化以及遗传改良等研究领域具有巨大的应用价值。自然选择作用是野生种向栽培种过渡的主要动力,一年生野生大麦在驯化过程中受到了正向选择和平衡选择等多种选择压力作用,导致基因型和形态特征朝着对人类有利的方向改变。在驯化过程中,一年生野生大麦的形态表现和生理功能都发生了很大的变异,如棱形(Vrs1基因控制)、碎穗(Btr基因控制)、皮裸(Nud基因控制)、休眠(SD基因控制)、春化(Sgh基因控制)等性状的变异。同一年生野生大麦相比,栽培大麦的遗传变异水平有所降低。一年生野生大麦与栽培大麦染色体组不同区域的遗传多样性差异能够反映驯化过程中的这种自然选择的效应;DNA分子标记,例如SSR标记,是研究驯化的有效手段。本研究利用SSR分子标记,分析比较了四个不同地理起源的一年生大麦群体(西亚一年生野生大麦群体、中亚一年生野生大麦群体、西藏一年生野生大麦群体和中国栽培大麦群体)染色体组的遗传多样性指标,以期获得整个大麦染色体组和染色体组不同区域在长期驯化过程中所产生的遗传差异以及自然选择对大麦染色体组的驯化压力效应。主要结果如下:1.西亚一年生野生大麦群体的遗传变异水平较高。就单条染色体而言,西亚一年生野生大麦群体的基因多样性在四个地理群体中普遍较高。就单个群体而言,西亚和中亚一年生野生大麦的2H染色体在其染色体组中基因多样性数值最高,而西藏一年生野生大麦群体和中国栽培大麦群体1H染色体在其七条染色体中基因多样性数值最高。2.与西藏一年生野生大麦相比,中国栽培大麦群体的2H和6H两条染色体含有一些特异的位点成分,是分子研究和遗传育种的潜在资源;三个一年生野生大麦群体间6H染色体的分子差异最大,该染色体上的一些基因位点可能控制不同地理环境的适应性性状,但还需进一步的研究。3.一年生野生和栽培大麦群体染色体组平均基因多样性差异为28.07%,其中5H染色体的基因多样性差异最大,为35.29%,其次为3H,7H,4H,2H,6H和1H。4.用一年生野生大麦群体和栽培大麦群体间标记AMOVA分析方法在1H,2H,3H,4H,5H和7H共六条染色体上分别划分了染色体驯化相关区域和非驯化相关区域。六条染色体的驯化基因区域共包含18对SSR分子标记,差异比率分析表明一年生野生大麦和栽培大麦间5H,1H和7H三条染色体的驯化区域遗传差异高于非驯化区域;2H和4H两条染色体驯化区域的遗传差异略等于非驯化区域,而3H染色体驯化区域差异则低于非驯化区域。一年生野生大麦和栽培大麦间六条染色体驯化区域平均遗传差异为33.73%,高于非驯化区域平均遗传差异27.56%。5.根据遗传距离(c M)划分染色体驯化基因区域的结果表明染色体上和驯化基因相关的区域只有缩小至一定范围时时才能真正反映自然选择压力对染色体位点的改变效应。该结果中大部分人为划分的染色体驯化区域遗传差异都大于其对应的非驯化基因区域,且5H-I驯化基因区域差异最大。6.分子标记的聚类结果也表明西亚一年生野生大麦群体的遗传多样性水平较高,不同材料间的遗传联系和地理分布有着密切的联系。西亚和中亚一年生野生大麦材料亲缘关系较近,而西藏一年生野生大麦材料和中国栽培大麦材料可归为一个群体。染色体驯化基因区域分子标记聚类表明所有材料可划分为多个小的类群,类群间遗传距离几乎相同,因此推测染色体的驯化区域由于所含基因功能的重要性在大麦进化过程中受到了明显的选择作用,同时各个地区微环境的差异选择导致了染色体驯化区域间一定的遗传变异。

【关键词】：
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.3
【目录】：

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【参考文献】

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1 周生伟;邵红雨;齐军仓;曹连莆;;我国野生大麦种质资源的特色及其利用展望[J];安徽农业科学;2007年10期

2 王军,谢皓,郭二虎,李爱军,范慧萍;DNA分子标记及其在谷子遗传育种中的应用[J];北京农学院学报;2005年01期

3 魏育明,颜泽洪,吴卫,张志清,刘登才,郑有良;新疆布顿大麦(Hordeum bogdanii Wilensky)线粒体DNA的STS分析[J];麦类作物学报;2005年03期

4 王晓维;王立新;常利芳;魏建民;赵昌平;;小麦AFLP-SCAR标记的开发及应用[J];麦类作物学报;2008年05期

5 刘凤楼;王辉;;大麦染色体特异性EST标记在5H短臂成株期叶锈病抗性基因定位中的应用[J];麦类作物学报;2010年05期

6 赵春艳;曾亚文;普晓英;杜娟;杨树明;张再懿;谢勇武;;大麦基因型间SSR标记的多态性及其亲缘关系分析[J];麦类作物学报;2010年06期

7 石运庆,牟秋焕,李鹏,刘保申;DNA分子标记及其在作物遗传育种中的应用[J];山东科学;2005年02期

8 高爱保,肖剑,吴登俊;SNPs基因分型技术[J];生物技术;2004年03期

9 汪爱华;丁毅;;西藏近缘野生大麦RAPD和ISSR分子标记的遗传多样性[J];武汉大学学报(理学版);2007年06期

10 禹代林,洛桑更堆,欧珠,马得泉;西藏野生大麦种质资源研究概述[J];西藏农业科技;1998年02期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 苟本富;;5种蔷薇遗传多态性的AFLP分析[J];安徽农业科学;2008年17期

2 饶龙兵;;利用分子标记开展遗传多样性研究中的关键问题探讨[J];安徽农业科学;2009年15期

3 毕波;王瑜;袁庆华;;SCAR分子标记在植物抗病育种中的应用[J];安徽农业科学;2010年30期

4 李敏;;番茄抗花叶病毒基因类似序列扩增研究[J];安徽农业科学;2011年12期

5 杨明;余国东;李伯群;周风云;高志宏;刘涛;张朝晖;;应用灰色关联度分析评价不同大麦品种产量与产量构成因素[J];安徽农业科学;2011年36期

6 苟本富,邹国林;应用AFLP技术对不同山羊种群进行遗传多样性检测的方法初探[J];氨基酸和生物资源;2003年02期

7 王艳芳;朱立武;贾兵;张水明;;砀山酥梨AFLP技术体系建立及变异检测[J];安徽农业大学学报;2006年03期

8 刘海英;张霞;原俊凤;王仿;王吉;王绍明;;新疆野生啤酒花遗传多样性的形态和SSR比较分析[J];北方园艺;2009年04期

9 苟本富,叶华虎,魏泓,邹国林;AFLP标记在小香羊遗传多态性检测中的应用[J];动物学杂志;2003年05期

10 李黎;牛翠娟;;萼花臂尾轮虫(Brachionus calyci florus)的ISSR引物筛选及其多态性检验[J];北京师范大学学报(自然科学版);2010年02期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 李琳;栗淑媛;乔辰;田秀英;李燕华;;4个节旋藻样品AFLP的研究[A];微生物实用技术生态环境应用学术研讨会论文集[C];2008年

2 刘众;王小龙;薛鹏;何永新;陈玉林;;绵羊Leptin基因第三外显子多态性研究[A];中国畜牧兽医学会家畜生态学分会第七届全国代表大会暨学术研讨会论文集[C];2008年

3 刘东吉;万新;陈云华;;肿瘤相关SNP分子标记相关专利分析研究[A];2014年中华全国专利代理人协会年会第五届知识产权论坛论文（第三部分）[C];2014年

4 代帅帅;程立锐;任民;蒋彩虹;耿锐梅;杨爱国;;烟草骨干亲本主要病毒病抗性鉴定及遗传多样性分析[A];中国烟草学会2014年学术年会优秀论文汇编[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 韩英鹏;多环境、多遗传背景下不同发育时期大豆籽粒重的QTL分析[D];哈尔滨师范大学;2010年

2 成广雷;国内外种子科学与产业发展比较研究[D];山东农业大学;2009年

3 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年

4 耿小丽;苜蓿单倍体、纯合四倍体的诱导及愈伤组织DNA含量变异的研究[D];甘肃农业大学;2010年

5 刘凤楼;大麦成株叶锈病抗性基因的发掘、分子标记及遗传研究[D];西北农林科技大学;2010年

6 董秀春;小麦春化相关基因TaVRN2和NF-Y家族基因TaNF-YB3的分离与功能分析[D];山东农业大学;2011年

7 梅家琴;甘蓝与甘蓝型油菜C亚基因组遗传关系调查及甘蓝抗菌核病QTL定位[D];西南大学;2011年

8 刘浩;拟南芥一个2OG-Fe（Ⅱ）氧化还原酶在GA合成及其与ABA互作的功能分析[D];河南大学;2011年

9 陈美霞;红麻遗传连锁图谱构建及重要性状基因定位与SCAR标记的开发[D];福建农林大学;2011年

10 刘仙俊;大麦特异种质资源的分子生物学研究[D];四川农业大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 汪航;“柏拉玛地”玉米大斑病无病斑型抗性基因HtNB的定位[D];华中农业大学;2010年

2 杨勇;青藏高原一年生野生大麦的农艺性状及品质性状分析[D];华中农业大学;2010年

3 朱明涛;分子标记辅助番茄自交系改良及其配合力的测定[D];华中农业大学;2010年

4 张东阳;黑粒小麦的分子细胞遗传学及抗氧化性研究[D];哈尔滨师范大学;2010年

5 蒋玮;不同类型啤酒大麦品种遗传多样性及遗传差异的SSR分析[D];甘肃农业大学;2010年

6 冯静霞;大麦染色体1H-3H外源基因渗入系构建及其分析[D];甘肃农业大学;2010年

7 颉瑞霞;油用亚麻（胡麻）再生体系和农杆菌介导的遗传转化体系研究[D];甘肃农业大学;2010年

8 赖勇;大麦染色体4H-7H外源基因渗入系构建及其分析[D];甘肃农业大学;2010年

9 袁召;T7代“玉米稻”中玉米DNA的筛选及序列分析[D];河南师范大学;2010年

10 梁文明;黑麂（Muntiacus crinifrons）AFLP-SCAR种特异性探针研制[D];安徽师范大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贾玉艳,陈宏;SNP分子标记的研究及应用[J];黄牛杂志;2003年01期

2 田志宏;邱永福;严寒;何勇;;用RAPD标记分析高羊茅的遗传多样性[J];草业学报;2007年01期

3 谢志新,丁守仁;大麦品质育种研究与进展(2)[J];大麦科学;1996年02期

4 马得泉,李雁勤;中国近缘野生大麦种质资源的收集与性状鉴定[J];大麦科学;1997年01期

5 海林,翁跃进;小麦耐盐种质遗传多样性的RAPD分析[J];西北植物学报;2000年06期

6 阮成江,何祯祥,钦佩;中国植物遗传连锁图谱构建研究进展[J];西北植物学报;2002年06期

7 杨天育,窦全文,沈裕琥,黄相国,何继红,吴国忠;应用RAPD标记研究不同生态区谷子品种的遗传差异[J];西北植物学报;2003年05期

8 时津霞,乔永利,马雅琴,吉万全,何蓓如,翁跃进;普通小麦与野生二粒小麦A、B基因组的遗传进化关系的SSR分析[J];西北植物学报;2003年06期

9 朱沂;张晓莉;张忠辉;张峰;张永彪;府伟灵;;利用全基因组SNP芯片筛查2型糖尿病患者大血管病变易感基因[J];第三军医大学学报;2011年04期

10 唐玉海;郭春芳;张木清;陈常颂;陈荣冰;;ISSR标记在茶树品种遗传多态性研究中的应用[J];福建农林大学学报(自然科学版);2007年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 黄生强;SNP标记定位猪4号染色体QTLs及DECR1基因SNPs与猪经济性状关联研究[D];湖南农业大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 朱沂;利用人类全基因组SNP芯片筛查2型糖尿病患者大血管病变易感基因的研究[D];第三军医大学;2011年

2 朱磊;水稻苯达松敏感致死基因bel的精细定位[D];南昌大学;2005年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 J.Smartt ,W.C.Gregory ,M.PelugeGregory ,孙中瑞;花生栽培种的染色体组——1.推断染色体组供体的细胞遗传学研究[J];花生科技;1979年03期

2 В.Ф.ДОРОФЕЕВ ,Э.Ф.МИГУШОВА ,王祥正;小麦进化和分类的新发展[J];麦类作物学报;1982年02期

3 刘志武,D.R.Dewey;Elymus fedtschenkoi的染色体组构成[J];遗传学报;1983年01期

4 陈庆富;小麦染色体组的起源与进化探讨[J];广西植物;1997年03期

5 陈力耕;什么是倍数体[J];中国柑桔;1980年02期

6 张翠兰;吴郁文;张炎;;D染色体组对小麦酯酶同工酶的影响[J];Journal of Integrative Plant Biology;1983年03期

7 赖世登;刘玉红;刘祚昌;;白杄染色体组和过氧化物酶同工酶的种内差异[J];Journal of Integrative Plant Biology;1986年03期

8 吴清江,叶玉珍,陈荣德;鲤鱼染色体组人工调控的核型证明[J];水生生物学报;1986年03期

9 B.Haour-Lurton ,C. Planchon ,孙仪伟;D染色体组对小麦光合作用的效应[J];麦类作物学报;1986年02期

10 ;不同稻种杂交的可能性[J];种子世界;1987年08期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 张新全;杨俊良;颜济;郑有良;伍碧华;;青海仲彬草和黑药仲彬草的生物系统学研究[A];四川草业科技十年进展[C];2004年

2 裔传灯;龚志云;梁国华;王飞华;汤述翥;顾铭洪;;稻属不同染色体组着丝粒BAC克隆的分离和鉴定[A];江苏省遗传学会植物分子育种学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年

3 李富花;相建海;周岭华;;对虾染色体组操作研究的最新进展[A];甲壳动物学分会成立20周年暨刘瑞玉院士从事海洋科教工作55周年学术研讨会论文（摘要）集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 河南省睢县高级中学 韩磊;[N];学知报;2011年

2 郑洁;[N];东方早报;2007年

3 四川省广元市元坝中学 叶静;[N];学知报;2011年

4 本报记者 杨洋;[N];河南科技报;2010年

5 白秀萍;[N];中国绿色时报;2008年

6 辛华;[N];中国食品报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 陈佩度;染色体分带和非整倍体技术在小麦细胞遗传研究中的综合运用[D];南京农业大学;1988年

2 裔传灯;稻属不同染色体组着丝粒BAC克隆的筛选及其在种间杂种研究中的应用[D];扬州大学;2007年

3 于海清;拟鹅观草属四倍体物种的分子细胞遗传学研究[D];四川农业大学;2007年

4 闫松显;不同来源一年生野生大麦与栽培大麦的遗传多样性以及染色体组差异分析[D];华中农业大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 黄燕;小麦族东北猬草的染色体组组成研究[D];四川农业大学;2009年

2 崔忠刚;小麦族基本染色体组特异分子标记的筛选[D];四川农业大学;2013年

3 蒋茂超;二倍体A染色体组棉种遗传图谱构建[D];西南大学;2014年

4 周亚辉;小麦族含ESt基因组物种的细胞遗传学研究[D];四川农业大学;2009年

5 公丕昌;美洲异源四倍体野生稻中倍增基因的进化与表达差异研究[D];曲阜师范大学;2009年

6 马永婷;美洲野生稻的分子系统发育与进化研究[D];曲阜师范大学;2008年

7 姜波;杂交三倍体太平洋牡蛎的培育及其染色体组稳定性研究[D];中国海洋大学;2004年

8 杨晓芳;海岛棉染色体组特异重复序列的筛选及亚克隆分析[D];华中农业大学;2010年

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