楊屬植物的ISSR與AFLP指紋分析及應用研究.pdf

1、對品種的準確鑒定和遺傳多樣性及遺傳相關性的了解不僅是楊樹遺傳研究和育種工作的基礎，而且對楊屬植物的品種管理和生產栽培也具有十分重要的意義，而與發(fā)達國家相比，目前我國楊屬植物育種水平較低、科研經費較少，因此迫切需要研究人員開發(fā)出具有低成本、可快速處理大批材料、準確可靠等特點的可對楊屬植物進行品種鑒定和遺傳多樣性與遺傳相關性分析的方法。 本項研究采用ISSR和AFLP技術，對楊屬(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個我國優(yōu)良品種(無性系)進行了鑒定、遺傳多樣性及遺傳相關性的研究，探討了多態(tài)性DNA帶的數目及組合對楊屬植物品種鑒定與遺傳相關分析結果的影響，進而通過比較ISSR與AFLP的優(yōu)缺點分析了兩種分子標記技術作為高通量的楊屬植物品種鑒定和遺傳相似性估計方法以建立我國楊屬植物品種分子身份證數據庫的潛力。 結果顯示：有3條I

3、SSR引物和9對AFLP引物可在楊屬植物品種中產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×黑楊組組內品種間的ISSR與AFLP平均相似

4、系數分別為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分別為0.640和0.743?；趦煞N分子標記技術的聚類分析產生的結果較為相似，結合主坐標分析可將實驗品種分為四個大類，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原生的黑楊組/青楊組/青楊組×黑楊組的品種，而按照AFLP數據，可將黑楊組品種分為歐美楊品種和美洲黑楊品種這兩個亞

5、類。 就多態(tài)性帶的數目及組合對楊屬品種鑒定與遺傳相關分析的影響進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)：相似性分析結果的準確性隨著多態(tài)性帶數目的增加而增加，但是增加的速度卻隨著多態(tài)性帶數目的增加而降低，而且引物對越少，由引物對數目相同的不同引物對組合所得結果間的差異就越大；如果從實驗結果的可靠性與成本兩個方面綜合考慮，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。 本項研究首次利用分子標記技術對我國楊屬植物優(yōu)良品種進行了鑒定、遺傳多樣性及遺傳相關性的研究。結果發(fā)現(xiàn)：所有的實驗品種都可以用其ISSR或AFLP指紋圖譜加以明確鑒定；我國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性系類似的危險，

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，而美洲黑楊種內品種間具有緊密的遺傳相關性，這與我國絕大多數黑楊品種是由I-69、I-63以及山海關楊等少數幾個品種為親本選育而成的實際情況相符合。 本研究獨創(chuàng)性地提出了在對植物進行品種鑒定和遺傳相似性估計時篩選最優(yōu)引物(對)組合以降低試驗成本的方法。研究發(fā)現(xiàn)：明確鑒定22個美洲黑楊和歐美楊品種至少需要使用2對AFLP引物；進行相似性分析時，使用大約

8、220條多態(tài)性帶或6對AFLP引物，品種間相似系數的變異系數為5％，若使用大約160條多態(tài)性帶或4對AFLP引物，則可得到初步的實驗結果。 本項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研究的ISSR分析體系，進而分析了兩種分子標記技術作為高通量的楊屬植物品種鑒定和遺傳相似性估計方法的潛力。結論認為：在使用ISSR和AFLP標記技術對楊屬品種進行遺傳相關分析時，所得到的結果與它們的起源或系譜是基本一致的，不僅可將