萱草属部分种和栽培品种资源调查及亲缘关系研究

萱草属部分种和栽培品种资源调查及亲缘关系研究

论文摘要

我国萱草资源丰富,但对该属植物的开发利用及育种工作相对落后。为揭示萱草种质资源遗传背景,促进我国萱草种质创新,本研究对我国北方部分野生萱草种质资源进行调查,并对野生种及大量栽培品种进行比较形态学研究,利用ISSR和AFLP分子标记揭示萱草种质资源的遗传多样性和亲缘关系,为我国萱草的育种工作提供参考。1对萱草(Hemerocallis fulva)、北黄花菜(H. lilioasphodelus)、小黄花菜(H. minor)、大苞萱草(H. middendorffi)等采用样方调查法进行野外调查,结果表明野生萱草的生境属微酸性环境;萱草生长于半阴,大苞萱草生长于荫庇的林下,而北黄花菜和小黄花菜则生长于光照较强的环境;萱草主要伴生种共有65种,北黄花菜主要伴生植物共计23种,小黄花菜主要伴生植物共37种,大苞萱草伴生的植物种类较少。利用重要值、生态位宽、生态位重叠、多样性指数等对萱草生长的群落特征的研究结果表明,各萱草野生种在群落中均处于优势种或与其他物种共同组成亚优势种;萱草、北黄花菜、小黄花菜生态位宽度值较大,对环境的适应性较强,而大苞萱草对环境的适应性较差;萱草与其伴生物种间的生态位重叠程度较高,与其他伴生种间对环境的竞争激烈。表明对野生萱草利用开发的同时应进行必要的保护,研究结果为萱草的引种栽培和园林配置提供了参考。2采用相关分析、形态多样性指数计算、主成分分析、聚类分析进行萱草种质的比较形态学研究,结果表明萱草形态性状的变异系数均较大,其中最大的为花葶直径和苞片长度,达55%以上,其余性状的变异系数也超过20%,说明萱草种质资源形态上具有丰富的变异,为萱草的选择育种提供了理论基础。形态性状相关分析表明萱草的形态性状间未出现负相关关系。性状平均多样性指数为1.15,其中数量性状的多样性指数为1.71,质量性状多样性指数仅为0.58。对19个性状进行主成分分析表明供试材料性状的主要变异来源于花部性状、株高等。经过聚类分析将90个供试材料分为5类2组,每一类在形态上均具有一定的相似性,这为萱草的品种分类及新品种选育提供了依据。3利用正交设计方案建立萱草ISSR标记的PCR反应体系。并用10条引物对90份萱草种质进行ISSR分析,结果共获条带255条,其中多态性条带为237条,占总扩增带数的92.2%,说明供试萱草各基因型之间的遗传多态性较为丰富。供试材料间的相似性系数在0.4008-0.8987之间,均值为0.6360;供试材料间的遗传距离在0.1013-0.5992之间,均值为0.3640。ISSR指纹的指纹图谱聚类分析将供试材料分为4类4组,北黄花菜和小黄花菜不被聚到一类。4 7对引物对萱草进行AFLP分析扩增出条带380条,平均多态性达93.39%。供试材料间的遗传相似系数在0.4000-0.9067之间,均值为0.6440;各供试材料的遗传距离在0.0033-0.6000之间,均值为0.3560。AFLP指纹图谱的聚类分析可将供试材料分为4类2组,北黄花菜与小黄花菜分别在不同的类中,说明二者亲缘关系较远,因此本研究不支持将小黄花菜处理为北黄花菜的亚种,这与形态性状聚类及ISSR研究结果一致。以上研究为种质资源保护利用、基因库的建立、萱草品种分类、植物学研究、新品种选育等系列研究奠定了理论基础,同时为萱草建立遗传连锁图谱、分子标记辅助育种和重要基因的图位克隆提供可能,为萱草育种和应用提供理论参考。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 植物遗传多样性的理论与应用
  • 1.1.1 植物遗传多样性的概念
  • 1.1.2 研究植物遗传多样性的意义
  • 1.1.3 植物遗传多样性的主要研究方法
  • 1.2 萱草属种质资源研究进展
  • 1.2.1 萱草属起源和栽培简史
  • 1.2.2 萱草属野生种及其分布
  • 1.2.3 萱草属植物分类学研究
  • 1.2.4 萱草园艺学分类研究
  • 1.2.5 萱草属细胞学研究
  • 1.2.6 萱草属孢粉学研究
  • 1.2.7 萱草属生化研究
  • 1.2.8 萱草属分子生物学研究
  • 1.2.9 萱草属种质资源繁殖及生物学特性研究
  • 1.2.10 萱草属种质资源利用与创新
  • 1.2.11 存在问题及展望
  • 1.3 课题立题依据及技术路线
  • 2 萱草属部分野生种的调查研究
  • 2.1 萱草属部分野生种的野外调查
  • 2.1.1 调查地自然概况
  • 2.1.2 调查方法
  • 2.1.3 数据处理
  • 2.1.4 结果与分析
  • 2.2 讨论
  • 2.3 小结
  • 3 萱草属部分野生种及栽培品种比较形态学研究
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 材料
  • 3.1.2 方法
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 萱草属部分野生种及栽培品种形态性状基本数据的统计分析
  • 3.2.2 萱草属部分野生种及栽培品种形态性状的相关分析
  • 3.2.3 萱草属部分野生种及栽培品种形态性状多样性的比较分析
  • 3.2.4 萱草属部分野生种及栽培品种形态性状的主成分分析
  • 3.2.5 萱草属部分野生种及栽培品种形态性状的聚类分析
  • 3.3 讨论与小结
  • 3.3.1 讨论
  • 3.3.2 小结
  • 4 萱草种质资源遗传多样性和亲缘关系的ISSR 研究
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 材料
  • 4.1.2 方法
  • 4.2 结果分析
  • 4.2.1 萱草ISSR 最佳反应体系建立
  • 4.2.2 基于ISSR 标记的萱草种质资源的遗传多样性分析
  • 4.2.3 萱草种质资源遗传相似系数
  • 4.2.4 萱草种质资源基因型ISSR 指纹的聚类分析
  • 4.3 讨论
  • 4.4 小结
  • 5 萱草种质资源遗传多样性和亲缘关系的AFLP 研究
  • 5.1 材料和方法
  • 5.1.1 材料
  • 5.1.2 方法
  • 5.2 结果与分析
  • 5.2.1 引物选择
  • 5.2.2 不同引物组合扩增产物的多态性
  • 5.2.3 基于AFLP 标记的萱草种质资源的遗传相似系数
  • 5.2.4 萱草种质资源亲缘关系的AFLP 分析
  • 5.3 讨论
  • 5.4 小结
  • 6 综合讨论与结论
  • 6.1 萱草属部分野生种质资源调查
  • 6.2 萱草形态性状的遗传变异
  • 6.3 萱草属部分野生种和栽培品种分子水平的亲缘关系
  • 6.4 形态学、ISSR 标记和AFLP 标记在推断亲缘关系上的特点
  • 6.5 ISSR 和AFLP 标记在探讨萱草属内种间亲缘关系的作用
  • 6.6 萱草种质资源保护及改良前景
  • 6.7 本课题创新点
  • 6.8 本研究存在问题及下一步研究方向
  • 参考文献
  • 导师简介
  • 作者简介
  • 致谢
  • 相关论文文献

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