發(fā)布時(shí)間：2020-07-15 03:28

【摘要】：桑樹(shù)作為一種重要的木本經(jīng)濟(jì)植物,具有上千年的栽培歷史。我國(guó)是桑樹(shù)的重要起源中心,擁有豐富的種質(zhì)資源。上千年的人工栽培和自然雜交導(dǎo)致出現(xiàn)了較多的桑樹(shù)變種或亞種,這些桑樹(shù)資源有的在形態(tài)學(xué)極為相似卻有不同的命名。其中白桑(Morus alba)則是分布最廣泛的桑種,白桑種數(shù)量龐大且命名存在很大爭(zhēng)議,為此,本研究旨在尋找一種合適的分子標(biāo)記對(duì)白桑種內(nèi)資源進(jìn)行分類(lèi)。核轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(internal transcribed spacer,ITS)具有串聯(lián)重復(fù)、拷貝數(shù)高、易于擴(kuò)增以及分辨率高的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在物種鑒定以及系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系等研究中得到了廣泛的應(yīng)用。葉綠體非編碼區(qū)具有相對(duì)較高的突變率,歷來(lái)被學(xué)者選為研究種內(nèi)系統(tǒng)發(fā)育分析重要的工具。因此我們嘗試借助核轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)和葉綠體DNA序列的非編碼區(qū)來(lái)揭示白桑種內(nèi)的分類(lèi)與親緣關(guān)系。本研究的具體研究?jī)?nèi)容如下:1.40種桑樹(shù)資源的ITS序列的分析通過(guò)對(duì)40種桑樹(shù)資源的ITS測(cè)序比對(duì)分析,發(fā)現(xiàn)16種桑樹(shù)資源中有ITS多態(tài)性,存在致同進(jìn)化不完全現(xiàn)象。我們從GC含量統(tǒng)計(jì)、二級(jí)結(jié)構(gòu)最小自由能以及5.8S區(qū)是否有3種保守基序這三種因素來(lái)分析多態(tài)性ITS,發(fā)現(xiàn)其中13種桑樹(shù)資源的ITS-β拷貝是假基因,水桑和云6、柬埔寨分別是將要完成致同進(jìn)化和處于剛開(kāi)始致同進(jìn)化的時(shí)期。為了研究ITS-β是否具有進(jìn)化上的意義,結(jié)合假基因重建桑樹(shù)ITS系統(tǒng)發(fā)生樹(shù),ITS-β與B族桑樹(shù)并列,并且云6母本的ITS-β1拷貝與云6、柬埔寨的ITS-β聚成一個(gè)小支,與其他ITS-β明顯區(qū)分,因此我們認(rèn)為云6母本可能是區(qū)別于ABCD四族之外的一個(gè)分支,將其命名為E。結(jié)合ITS-β拷貝的統(tǒng)計(jì)和在進(jìn)化樹(shù)中的位置,我們認(rèn)為這16種桑樹(shù)資源正在進(jìn)行致同進(jìn)化。因白桑具有很強(qiáng)的生態(tài)勢(shì),其進(jìn)化的方向可能是白桑。為此,我們對(duì)桑樹(shù)的致同進(jìn)化過(guò)程做出如下推測(cè):假設(shè)E族桑樹(shù)與B族桑樹(shù)雜交,雜交后代包含來(lái)自父母雙方的兩種ITS類(lèi)型,但是由于白桑(B族桑樹(shù))具有很強(qiáng)的生態(tài)勢(shì),E族的ITS會(huì)發(fā)生功能性退化,首先表現(xiàn)在E族ITS拷貝數(shù)的減少,然后發(fā)生截短,最后逐漸進(jìn)化成B族ITS。2.基于葉綠體DNA序列的桑樹(shù)系統(tǒng)發(fā)育分析對(duì)六種桑樹(shù)葉綠體基因組進(jìn)行共線(xiàn)性分析,我們共選取了以下葉綠體DNA序列用做分子系統(tǒng)發(fā)生分析:基因間隔區(qū)trnL-trnF、trnT-trnL、trnD-trnT和psbE-petG。通過(guò)對(duì)四條序列的分析我們發(fā)現(xiàn)trnD-trnT和psbE-petG序列不適合用于系統(tǒng)發(fā)育分析,而trnL-F和trnT-L序列是桑樹(shù)葉綠體基因組的高突變區(qū),能夠比較全面的反映桑樹(shù)品種之間的親緣關(guān)系,因此我們構(gòu)建了trnL-F和trnT-L聯(lián)合的系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)。進(jìn)化樹(shù)首先肯定了川桑滇桑在進(jìn)化上古老的位置,其次,29種桑樹(shù)資源以100%的支持率分化成兩個(gè)類(lèi)群:板橋6號(hào)、巴塞羅那、火桑、吉蒙桑、山西甜桑、懷30-2、華桑、蒙桑、伊達(dá)赤木、烏皮桑、新一之瀨、石棉桑和斯里蘭卡為一支;保靖7號(hào)、珍珠白、日本改良10字、云6、柬埔寨、皮桑2號(hào)、貴23、倫教109、韓國(guó)大白珍珠、新加坡四季果桑、水桑、臺(tái)灣超長(zhǎng)果、藥桑、云7、阿根廷和樂(lè)山大紅皮為另一支。但是由于信息位點(diǎn)少,兩大群內(nèi)部形成許多小的分支后驗(yàn)概率偏低,內(nèi)部的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系仍沒(méi)有得到解決。通過(guò)核ITS和cpDNA對(duì)桑樹(shù)進(jìn)化關(guān)系的分析存在差異,ITS進(jìn)化樹(shù)中的B族桑樹(shù)和存在ITS多態(tài)性的桑樹(shù)在cpDNA進(jìn)化樹(shù)中沒(méi)有明顯的分化,推測(cè)是桑樹(shù)中頻繁的雜交造成的。通過(guò)核ITS的序列分析,證實(shí)了在桑樹(shù)中存在致同進(jìn)化不完全現(xiàn)象,并發(fā)現(xiàn)云6母本是區(qū)別于ABCD四族桑樹(shù)之外的另一個(gè)種;通過(guò)cpDNA的序列分析,篩選到了trnL-F和trnT-L作為白桑資源種內(nèi)分類(lèi)的分子標(biāo)記;通過(guò)核ITS和cpDNA序列的聯(lián)合分析,我們認(rèn)為B族桑樹(shù)可能有兩個(gè)亞種。本研究對(duì)于桑樹(shù)的起源和進(jìn)化有重要意義,并能為桑樹(shù)的資源選擇和雜交育種提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S888.2
【圖文】：

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文植物的核基因組龐大，遠(yuǎn)大于葉綠體基因組和線(xiàn)粒體基因組，并且存在大量的重復(fù)序列，其進(jìn)化速率比較快。植物中經(jīng)常用于分子系統(tǒng)發(fā)生分析的是編碼核糖體RNA 的基因（nrDNA）及其間隔區(qū)。nrDNA 是中等重復(fù)的基因家族，由轉(zhuǎn)錄區(qū)和非轉(zhuǎn)錄區(qū)構(gòu)成，其中 18S、5.8S 和26S 形成多拷貝的串聯(lián)重復(fù)序列，而 5S rDNA 則單獨(dú)形成一個(gè)多拷貝的重復(fù)序列，而轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（internal transcribed spacer,ITS）是位于 18S 和 26S rDNA 之間的轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)，中間被 5.8SrDNA 分成 ITS1 和 ITS2（圖 1.1）。

4圖 1.2 印度桑 K2 的葉綠體基因組圖譜[35]Fig. 1.2 Gene map of the chloroplast genome of Morus indica cv. K21.2.2.1 植物 DNA 條形碼及物種鑒定DNA 條形碼技術(shù)最早是在 2003 年 Hebert 等人提出的，他認(rèn)為可將 DNA 序列作為物種分類(lèi)的條形碼，即 DNA 條形碼技術(shù)(DNA barcoding)[37]，動(dòng)物的 DNA 條形碼是線(xiàn)粒體細(xì)胞色素C 氧化酶基因 CO1，具有引物通用性高和進(jìn)化速率快等優(yōu)點(diǎn)，但是植物的線(xiàn)粒體基因進(jìn)化速

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文在貝葉斯安裝目錄下。3.3 結(jié)果和分析3.3.1 ITS 序列特征分析3.3.1.1 ITS 序列長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)40 種桑樹(shù)資源中，ITS 序列長(zhǎng)度的變化范圍在 611~626bp 間，其中 24 種桑樹(shù)資源片段長(zhǎng)度是 611bp，不存在 ITS 多態(tài)性，并且分為序列一致的兩類(lèi)，分別以華桑和懷 30-2 為代表。華桑類(lèi)包括：華桑、板橋 6 號(hào)、烏皮桑、珍珠白、臺(tái)灣超長(zhǎng)果、巴塞羅那、新加坡四季果桑、伊達(dá)赤木、蒙桑、吉蒙桑、日本改良十字、樂(lè)山大紅皮、斯里蘭卡、云 2、云 3、云 5 和云 9；懷 30-2 類(lèi)包括懷 30-2、貴 14、貴 23、云 7 母本、云 14、云 15 和云 19。華桑類(lèi)和懷 30-2 類(lèi)的 ITS 僅在 82bp（A/G）和 597bp（T/G）兩處存在差異（圖 3.1）。

【參考文獻(xiàn)】

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5 郭長(zhǎng)虹,寺地_

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