应用SSR和SRAP标记分析番木瓜种质资源遗传多样性及其亲缘关系
作者单位：福建农林大学
学位级别：硕士
导师姓名：祁建民
授予年度：2017年
学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学]
摘 要：木瓜(Carica papaya L.)也称番木瓜,是世界上主要的热带水果作物之一,在世界各地大部分地区广泛种植和消费。据研究,番木瓜产量高且具有营养学和药用功效,因此成为世界范围内具有重用应用前景的水果。过去几年,全球木瓜产量大幅增加,已经成为发展中国家重要的出口创汇农产品,已成为亚洲和拉丁美洲成千上万人的经济支柱,因此选育高产优质的木瓜品种具有重要意义。过去,由于木瓜在生长发育的幼苗期难以分辨出雌雄株,加上木瓜病害及品种间遗传多样性狭窄等因素的影响,严重阻碍了木瓜的育种进程。近年来,随着新的研究技术不断进步和发展,这些问题逐步得到了成功的解决。然而,对木瓜的遗传多样性研究的报道却很少。分子标记技术在木瓜上日益广泛的应用为木瓜育种和生产的长足进展铺平了道路。目前,简单重复序列(SSRs)标记由于具有多态性信息含量高和操作简便等优点,已成为木瓜遗传多样性研究上应用最多的分子标记方法。另一方面,序列相关扩增扩增多态性标记(SRAP)是一种在木瓜研究上未得到广泛应用的新型分子标记技术。对于中国和尼日利亚木瓜遗传来说,研究主要集中在抗性品种的选育、性别相关标记的鉴定和形态多样性等方面,而关于中国和尼日利亚木瓜品种的遗传多样性则缺乏相关信息。本研究的目的弥补这一空白,增加木瓜研究可用的遗传资源及方法。对收集于中国和尼日利亚这两个不同地理区域木瓜品种的遗传关系进行了研究,并与已有的形态学数据进行了比较。首先利用54个分子标记(SSR和SRAP)分析了在野外收集到的60份(其中40份来自中国,16份来自尼日利亚)木瓜种质资源的遗传多样性及亲缘关系,利用木瓜鲜叶提取DNA后,根据不同分子标记的方法对其进行了扩增。利用SDS-PAGE电泳技术对扩增产物进行检测分析,通过NTSYSpc(2.10e版)软件确定了多态性信息含量值,并计算了遗传多样性,将木瓜种质资源分为三组,分别是中国组、尼日利亚组和中国-尼日利亚组。SSR标记共扩增到34个,29个和31个等位基因,平均每个位点等位基因数分别是3.78,3.22和3.44,平均多态信息量分别为0.76,0.73和0.61,尼日利亚和中国的木瓜种质资源等位基因数在每个分组中的变化范围是1-6个。其中标记SSR02和SSR21具有最高的多态性信息含量值,因此这两个标记最适合用于分析中国和尼日利亚木瓜种质资源遗传多样性,而SSR49获得的多态性信息含量值最低。SRAP分子标记分别检测到88个,25个和67个等位基因,平均每个位点的等位基因数分别是1.96,1.47和1.76。每个分组的多态性信息量分别是0.49,0.37和0.47。M9E1和M2E16两个标记扩增到的多态性信息含量最多,表明这两个引物组合是可用于同类分析的高多态性信息量引物。利用SSR-SRAP结合方法同时扩增来自中国和尼日利亚的木瓜种质资源,可获得121个,54个和98个等位基因,平均每个位点的等位基因数分别是4.4个,2.07个和2个,多态性信息量分别是0.52,0.5和0.5。利用SSR-SRAP综合引物和SSR引物在每个位点至少可以检测到一个等位基因,可有效区分木瓜种质资源,而SRAP标记每个位点上检测到的等位基因数在不同区组间有所变化。SSR标记获得的平均多态性信息量最高,因此表明SSR标记比SSR-SRAP综合标记或单独使用SRAP引物可获得更多的等位基因多态性含量,这也解释了为什么SSR标记或许是目前可用于木瓜研究的最佳选择。SRAP-SSR、SSR、SRAP扩增结果的聚类分析表明,木瓜种质资源具有丰富遗传多态性,其遗传相似系数(GS)分别是0.65、0.59和0.66。根据地理来源不同可将每大类木瓜种质资源再分为两个亚类,表明中国和尼日利亚的木瓜具有较高的遗传差异性。而且在第一大类中,尼日利亚木瓜资源根据地理来源被分为不同的亚类,说明不同地理来源的木瓜具有遗传多样性。综上所述,SSR标记更适合于进行木瓜种质资源亲缘关系和遗传多样性研究。
同方学位论文库