楊屬植物的ISSR與AFLP指紋分析及應(yīng)用研究.pdf

1、對(duì)品種的準(zhǔn)確鑒定和遺傳多樣性及遺傳相關(guān)性的了解不僅是楊樹(shù)遺傳研究和育種工作的基礎(chǔ)，而且對(duì)楊屬植物的品種管理和生產(chǎn)栽培也具有十分重要的意義，而與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，目前我國(guó)楊屬植物育種水平較低、科研經(jīng)費(fèi)較少，因此迫切需要研究人員開(kāi)發(fā)出具有低成本、可快速處理大批材料、準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)的可對(duì)楊屬植物進(jìn)行品種鑒定和遺傳多樣性與遺傳相關(guān)性分析的方法。 本項(xiàng)研究采用ISSR和AFLP技術(shù)，對(duì)楊屬(PopulusL.)白楊組(Populus)、黑楊組

2、(Aigeiros)、青楊組(Tacamahace)及青楊組×黑楊組(Tacamahace×Aigeiros)的47個(gè)我國(guó)優(yōu)良品種(無(wú)性系)進(jìn)行了鑒定、遺傳多樣性及遺傳相關(guān)性的研究，探討了多態(tài)性DNA帶的數(shù)目及組合對(duì)楊屬植物品種鑒定與遺傳相關(guān)分析結(jié)果的影響，進(jìn)而通過(guò)比較ISSR與AFLP的優(yōu)缺點(diǎn)分析了兩種分子標(biāo)記技術(shù)作為高通量的楊屬植物品種鑒定和遺傳相似性估計(jì)方法以建立我國(guó)楊屬植物品種分子身份證數(shù)據(jù)庫(kù)的潛力。 結(jié)果顯示：有3條I

3、SSR引物和9對(duì)AFLP引物可在楊屬植物品種中產(chǎn)生清晰可辨的指紋圖譜；參試品種的ISSR與AFLP多態(tài)性帶百分比分別為83.77％和82.62％，其中，白楊組、黑楊組、青楊組和青楊組×黑楊組品種的多態(tài)性帶百分比分別為35.51％、62.07％、60.61％和52.17％，而黑楊組中歐美楊品種和美洲黑楊品種的AFLP多態(tài)性帶百分比分別為66.02％和55.52％；白楊組、黑楊組、青楊組和青楊組×黑楊組組內(nèi)品種間的ISSR與AFLP平均相似

4、系數(shù)分別為0.819，0.781、0.731和0.689，黑楊組中歐美楊品種間和美洲黑楊品種間的平均相似系數(shù)分別為0.640和0.743?；趦煞N分子標(biāo)記技術(shù)的聚類(lèi)分析產(chǎn)生的結(jié)果較為相似，結(jié)合主坐標(biāo)分析可將實(shí)驗(yàn)品種分為四個(gè)大類(lèi)，它們分別代表了白楊組的品種、胡楊組的品種、具有異源起源的黑楊組/青楊組/青楊組×黑楊組的品種和我國(guó)原生的黑楊組/青楊組/青楊組×黑楊組的品種，而按照AFLP數(shù)據(jù)，可將黑楊組品種分為歐美楊品種和美洲黑楊品種這兩個(gè)亞

5、類(lèi)。 就多態(tài)性帶的數(shù)目及組合對(duì)楊屬品種鑒定與遺傳相關(guān)分析的影響進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：相似性分析結(jié)果的準(zhǔn)確性隨著多態(tài)性帶數(shù)目的增加而增加，但是增加的速度卻隨著多態(tài)性帶數(shù)目的增加而降低，而且引物對(duì)越少，由引物對(duì)數(shù)目相同的不同引物對(duì)組合所得結(jié)果間的差異就越大；如果從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性與成本兩個(gè)方面綜合考慮，那么可用于黑楊組品種鑒定與遺傳相似性分析的最優(yōu)AFLP引物對(duì)組合分別為E-AAG×M-CAG/E-AAC×M-CAG和E-ACT×M

6、-CAG/E-ACT×M-CAA/E-AAC×M-CAG/E-ACT×M-CTA/E-ACT×M-CTT/E-ACT×M-CAT。 本項(xiàng)研究首次利用分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)我國(guó)楊屬植物優(yōu)良品種進(jìn)行了鑒定、遺傳多樣性及遺傳相關(guān)性的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：所有的實(shí)驗(yàn)品種都可以用其ISSR或AFLP指紋圖譜加以明確鑒定；我國(guó)楊屬植物品種遺傳多樣性的總體水平較高，但美洲黑楊品種具有較低的遺傳多樣性，其中一些品種的混合種植存在著與推廣單一無(wú)性系類(lèi)似的危險(xiǎn)，

7、此外白楊組的品種也可能具有較低的遺傳多樣性；青楊組和黑楊組品種間的遺傳相似性較高，而美洲黑楊種內(nèi)品種間具有緊密的遺傳相關(guān)性，這與我國(guó)絕大多數(shù)黑楊品種是由I-69、I-63以及山海關(guān)楊等少數(shù)幾個(gè)品種為親本選育而成的實(shí)際情況相符合。 本研究獨(dú)創(chuàng)性地提出了在對(duì)植物進(jìn)行品種鑒定和遺傳相似性估計(jì)時(shí)篩選最優(yōu)引物(對(duì))組合以降低試驗(yàn)成本的方法。研究發(fā)現(xiàn)：明確鑒定22個(gè)美洲黑楊和歐美楊品種至少需要使用2對(duì)AFLP引物；進(jìn)行相似性分析時(shí)，使用大約

8、220條多態(tài)性帶或6對(duì)AFLP引物，品種間相似系數(shù)的變異系數(shù)為5％，若使用大約160條多態(tài)性帶或4對(duì)AFLP引物，則可得到初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 本項(xiàng)研究首次建立了可用于楊屬品種鑒定、遺傳多樣性分析及遺傳相關(guān)研究的ISSR分析體系，進(jìn)而分析了兩種分子標(biāo)記技術(shù)作為高通量的楊屬植物品種鑒定和遺傳相似性估計(jì)方法的潛力。結(jié)論認(rèn)為：在使用ISSR和AFLP標(biāo)記技術(shù)對(duì)楊屬品種進(jìn)行遺傳相關(guān)分析時(shí)，所得到的結(jié)果與它們的起源或系譜是基本一致的，不僅可將