SSR標記在海帶群體遺傳及胞質(zhì)遺傳研究中的應用
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【摘要】:海帶是重要的經(jīng)濟褐藻,開展其群體遺傳及重要經(jīng)濟性狀遺傳機制的研究對其品種改良具有重要價值,也對海帶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。本研究在開發(fā)海帶核基因組和細胞器SSR標記的基礎上,對我國常見的海帶養(yǎng)殖群體進行種群遺傳結(jié)構(gòu)的分析,另外,也對海帶細胞器DNA的遺傳模式進行研究,主要得出以下結(jié)果:(1)應用Illumina HiSeq 2000測序技術(shù)對海帶基因組進行測序,從拼接的高質(zhì)量基因組序列中開發(fā)SSR標記。使用MISA軟件共檢測到181,595個SSR位點。海帶基因組中SSR重復類型十分豐富,其中單核苷酸(54%)和三核苷酸重復(26%)最為豐富。從設計的19,658對引物中合成600對引物,其中166個位點(28%)在三個檢測的海帶個體中呈現(xiàn)多態(tài)性。60個多態(tài)的引物被用于24個樣品中進一步分析多態(tài)性,每個位點產(chǎn)生等位基因的范圍為2~7個(平均3.7個等位基因),觀測雜合度為0~0.625,期望雜合度為0.082~0.745。多態(tài)信息含量值的范圍為0.08到0.69,其中16個位點為高信息含量位點(PIC0.5)。本研究開發(fā)的SSR標記將在海帶遺傳多樣性分析,種群結(jié)構(gòu)評估和QTL作圖等方面起到重要作用。(2)應用23個SSR標記對中國17個養(yǎng)殖海帶群體的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)進行評估。23個SSR在454個海帶個體中共檢測到184個等位基因,平均期望雜合度和多態(tài)信息含量值分別為0.5029和0.652,表明中國養(yǎng)殖海帶整體遺傳多樣性呈中度水平。而單個種群水平的遺傳多樣性相對低些(平均期望雜合度為0.4026),南方養(yǎng)殖群體的遺傳多樣性普遍低于北方養(yǎng)殖群體,反映了受育種過程中不斷的人工選擇的影響。STRUCTURE聚類、PCA分析、UPGAM建樹等結(jié)果均表明中國養(yǎng)殖海帶主要分為5個類群:G1,包含10個北方養(yǎng)殖群體;G2包含4個南方養(yǎng)殖群體;G3、G4、G5分別對應NJ、DF2、DF3三個來自北方的養(yǎng)殖群體。G1和G2為主要的兩大類群,而這兩大類群也是基于南北地理區(qū)域劃分。AMOVA與FST分析均表明南方海帶養(yǎng)殖群體與北方養(yǎng)殖群體之間存在遺傳分化,遺傳變異主要來自種群內(nèi)部。本研究結(jié)果可為后續(xù)海帶育種和種質(zhì)資源利用提供理論依據(jù)。(3)2個多態(tài)的葉綠體SSRs(cpSSRs)標記和2個多態(tài)的線粒體DNA序列標記(rpl6-rps2和trnW-trnI)被用于海帶葉綠體和線粒體DNA遺傳模式的研究。對2套正反交的4對親本配子體及76個雜交子代的單倍型進行分析。所有子代的單倍型均與其母本的單倍型一致,表明海帶葉綠體和線粒體DNA均是母系遺傳的,為海帶細胞質(zhì)母系遺傳提供了分子證據(jù)。在開發(fā)的56個細胞器SSR標記中,用10個cpSSRs和4個mtSSR對24個海帶樣品進行多態(tài)檢測。其中,2個cpSSRs和2個mtSSRs呈現(xiàn)多態(tài)性,可用于后續(xù)海帶遺傳研究。
【關(guān)鍵詞】:海帶 SSR標記 群體遺傳 細胞質(zhì)遺傳
【學位授予單位】:中國科學院研究生院(海洋研究所)
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:S917.3
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-10
- 第一章 引言10-23
- 1. 海帶生物學特性與遺傳育種研究10-13
- 2. SSR標記13-17
- 3. 細胞器DNA標記的研究17-19
- 4. 藻類細胞質(zhì)遺傳研究現(xiàn)狀19-22
- 5. 研究目的及意義22-23
- 第二章 海帶基因組SSR標記開發(fā)23-41
- 引言23
- 1. 材料與方法23-33
- 2. 結(jié)果33-39
- 3. 討論39-41
- 第三章 中國常見養(yǎng)殖海帶群體遺傳的研究41-60
- 引言41
- 1. 材料與方法41-46
- 2. 結(jié)果46-58
- 3. 討論58-60
- 第四章 海帶胞質(zhì)遺傳的研究60-73
- 引言60
- 1. 材料與方法60-65
- 2. 結(jié)果65-70
- 3. 討論70-73
- 第五章 結(jié)論73-74
- 參考文獻74-86
- 附錄86-98
- 作者簡歷及發(fā)表的學術(shù)論文98-99
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