柳枝稷Alamo四倍体与八倍体表型、基因组及DNA甲基化变异分析

发布时间：2017-05-22 20:18

  本文关键词：柳枝稷Alamo四倍体与八倍体表型、基因组及DNA甲基化变异分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,生物质能源产业得到迅速发展,利用乙醇、生物质柴油替代一部分传统汽油和柴油已成为趋势,为生物质燃油的提取和原材料供应提供了巨大的发展空间。柳枝稷作为生物能源植物,具有产量高、边际土地适应能力强、能量转化率高等优点,因此成为能源植物的焦点。柳枝稷材料从四倍体加倍到八倍体,必然导致其出现新的表型和特性,如器官巨大化,影响抗旱性、抗病虫性以及木质纤维素构成等的变化,这些变化为筛选和培育出更优异的柳枝稷品种提供种质基础。本研究通过从表型性状、分子标记、MSAP甲基化模式三个方面的研究来分析柳枝稷Alamo四倍体与八倍体的差异。1、首先通过对68个柳枝稷Alamo不同倍性植株的茎粗、旗叶长、旗叶宽、株高、分蘖数、干重及鲜重7个指标进行比较。结果发现：柳枝稷Alamo四倍体与八倍体在茎粗、株高、旗叶宽及分蘖数中均存在极显著差异(p0.01),在旗叶长中存在显著差异(p0.05),Alamo四倍体除分蘖数比Alamo八倍体多外,茎粗、株高、旗叶宽、旗叶长上的数值均小于Alamo八倍体。但在鲜重和干重中差异不显著(p0.05)。对不同倍性植株表型性状的变异分析表明,Alamo不同倍体单株间均存在表型变异,其中四倍体平均变异系数为39.56%,Alamo八倍体的平均变异系数为33.91%。2、为研究Alamo不同倍性的遗传关系与遗传多样性,本研究利用EST-SSR、IT-ISJ两种分子标记技术对68个柳枝稷Alamo不同倍性材料进行分析,研究结果显示：Alamo四倍体EST-SSR与IT-ISJ多样性指数1分别为0.2145和0.4975,Alamo八倍体的多样性指数1分别为0.2071和0.3955,而柳枝稷整体水平的多样性指数I为0.2716和0.5226。通过EST-SSR和IT-ISJ分子标记聚类显示Alamo四倍体和Alamo八倍体没有明显差异；EST-SSR标记遗传分化指数为26.75%,IT-ISJ标记为16.55%,柳枝稷倍性间与倍性内都有丰富的遗传多样性,且倍性内的遗传变异性大于倍性间。3、本研究利用甲基化敏感扩增多态性分子标记MSAP技术对68个Alamo不同倍性材料进行甲基化模式分析,研究结果显示：18对引物共检测出2万多个甲基化位点,大多数都是非甲基化位点,其中Alamo四倍体材料的甲基化率、全甲基化率、半甲基化率分别为19.37%、12.28%、7.09%,除全甲基化率外其他均高于八倍体Alamo的18.03%、12.55%、5.47%,但总体差异不大。数据显示四倍体与八倍体甲基化模式均以全甲基化为主。Alamo四倍体的表观遗传分化系数GST为0.0197,八倍体AlamoGST为0.0226。供试柳枝稷材料甲基化基因多样性Shannon指数平均为0.3096,其中四倍体AlamoShannon指数为0.3157,Alamo八倍体为0.3026；Alamo四倍体与八倍群体内与群体间具有较丰富的甲基化多样性。
【关键词】：柳枝稷 EST-SSR IT-ISJ MSAP 遗传多样性 甲基化
【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】：S578
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第—章 文献综述10-21
• 1. 柳枝稷生物学特性及地理分布10
• 2. 植物多倍体10-12
• 2.1 植物多倍体的分类11
• 2.2 多倍体在植物育种中的应用11-12
• 3. 遗传多样性研究进展12-14
• 3.1 遗传多样性概念12
• 3.2 形态学标记研究12
• 3.3 细胞学标记研究12-13
• 3.4 生化标记研究13
• 3.5 DNA分子标记研究13-14
• 4. 植物甲基化的研究进展14-18
• 4.1 表观遗传学14-15
• 4.2 DNA甲基化的生物学功能15-17
• 4.3 DNA甲基化的方式17
• 4.4 DNA甲基化的检测方法17-18
• 5. 柳枝稷遗传多样性研究18-19
• 6. 研究的目的及意义19
• 7. 研究内容19-21
• 第二章 柳枝稷Alamo四倍体与八倍体表型分析21-25
• 1. 前言21
• 2. 材料与方法21-22
• 2.1 实验材料21
• 2.2 田间形态数据测定方法21
• 2.3 数据处理21-22
• 3. 结果与分析22-23
• 3.1 柳枝稷Alamo不同倍性表型方差分析及变异分析22-23
• 3.2 柳枝稷Alamo不同倍性各性状的主成分分析23
• 4. 讨论23-25
• 第三章 柳枝稷Alamo不同倍性EST-SSR、IT-ISJ标记研究25-39
• 1. 引言25
• 2. 材料与方法25-31
• 2.1 实验材料25
• 2.2 主要设备仪器25-26
• 2.3 主要试剂26
• 2.4 总DNA提取及检测26-27
• 2.5 EST-SSR与IT-ISJ PCR反应体系27-28
• 2.6 EST-SSR与IT-ISJ标记数据统计28-31
• 3. 结果与分析31-36
• 3.1 柳枝稷Alamo不同倍性EST-SSR和IT-ISJ遗传多态性分析31-32
• 3.2 柳枝稷Alamo不同倍性遗传相似性分析32
• 3.3 柳枝稷Alamo不同倍性遗传分化分析32-33
• 3.4 柳枝稷Alamo不同倍性遗传聚类分析33-36
• 4. 讨论36-39
• 第四章 柳枝稷Alamo四倍体和八倍体MSAP甲基化表观遗传变异分析39-50
• 1. 引言39
• 2. 材料与方法39-42
• 2.1 实验材料39
• 2.2 DNA提取方法39-40
• 2.3 DNA样本的双酶切40
• 2.4 酶切产物及连接接头40-41
• 2.5 MSAP预扩增41
• 2.6 MSAP选择性扩增41-42
• 2.7 MSAP数据统计42
• 3. 结果与分析42-49
• 3.1 甲基化敏感扩增多态性条带分析42-43
• 3.2 柳枝稷Alamo四倍体与八倍体的甲基化水平分析43
• 3.3 柳枝稷Alamo四倍体与八倍体甲基化多样性分析43-44
• 3.4 柳枝稷Alamo四倍体与八倍体甲基化遗传结构聚类分析44
• 3.5 柳枝稷Alamo四倍体与八倍体甲基化遗传结构主成分分析44-49
• 4. 讨论49-50
• 第五章 结论与展望50-51
• 1. 结论50
• 1.1 柳枝稷Alamo四倍体与八倍体表型差异50
• 1.2 柳枝稷Alamo四倍体与八倍体遗传多样性差异50
• 1.3 柳枝稷Alamo四倍体与八倍体甲基化模式差异50
• 2. 展望50-51
• 参考文献51-57
• 致谢57-58
• 附图58

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