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Arid
糜子遗传多样性与栽培起源研究
孟繁霜
出版年2018
学位类型硕士
学位授予单位吉林大学
中文摘要糜子(Panicum miliaceum L.)是世界上最早被驯化的禾谷类作物之一,被广泛种植于欧亚大陆,甚至在北美洲和澳洲也有分布。野生糜子(Panicum miliaceumsubsp.ruderale)是栽培糜子的一种伴生杂草,同样分布于糜子各栽培区。关于栽培糜子的野生祖先、其在中国的驯化地、以及驯化后向外传播的路线等问题一直是糜子栽培起源研究的热点。本研究基于叶绿体DNA(cpDNA)非编码区序列,对糜子遗传多样性和黍属内种间的系统发育关系进行分析,从而探讨了其与部分野生近缘种的关系;并利用简单重复序列(SSR)分子标记,对野生和栽培糜子进行群体遗传分析和比较,揭示了野生和栽培糜子之间的遗传关系,探讨了栽培糜子在中国的驯化地,以及从驯化地出发向外传播的可能路线。本研究的主要内容和结果如下:1.糜子cpDNA遗传多样性与栽培起源研究利用8个cpDNA非编码区序列,对6个糜子样本进行种内遗传多样性的初步分析,并利用糜子trnH-psbA序列进行黍属内种间的系统发育研究。结果显示:糜子的cpDNA非编码区序列在其种内相对保守,但在黍属内种间存在多态性,在基于trnH-psbA序列的黍属系统发育树上,糜子与其一个可能的祖先种Pamicumcapillare聚在一起,而与另一个可能祖先种Panicum repens遗传关系相对较远。2.糜子SSR遗传多样性与栽培起源研究利用23个SSR分子标记对分布于不同地区的200个野生和栽培糜子进行群体遗传分析,研究结果表明:(1)野生糜子群体的遗传多样性总体上高于栽培糜子群体,而国内和国外栽培糜子群体的遗传多样性差别不大;(2)糜子的遗传变异主要来自于各群体内部,而不是各群体之间、国内国外栽培糜子之间、或野生和栽培糜子之间,各群体之间基因交流频繁;(3)Structure分析结果表明:在栽培糜子中,欧亚大陆的南部以红色基因池为主,而北部红色、绿色基因池各占一定比例,蓝色基因池非常罕见,仅见于中欧的波兰;在野生糜子中,红色基因池主要集中于黄土高原地区,绿色基因池均分布于东北地区,而蓝色基因池是野生糜子的主体,分布广泛;(4)基于Structure基因池划分的主成分分析(PCA)结果显示:红色、绿色、蓝色基因池的糜子能够很好的被分开,部分来自于同一地区的属于相同基因池的野生和栽培糜子表现出非常近的遗传距离;(5)各地区不同基因池类群聚类分析结果显示:红色、绿色和蓝色基因池的类群分别聚为三大分支,在红色和绿色基因池分支上,相同和相邻地区的野生和栽培糜子类群聚在一起,国内与国外的栽培糜子类群彼此分开;(6)瓶颈效应分析的结果显示:在野生糜子、国内栽培糜子和国外栽培糜子群体中均未发现近期的瓶颈效应。综上所述,我们得出以下结论:(1)糜子的cpDNA非编码区序列在解决糜子群体遗传和驯化传播相关问题上具有局限性,但比较适于糜子的祖先起源及其与野生近缘种关系的研究;糜子的可能祖先Panicumcapillare与糜子具有母系的亲缘关系,而糜子另一可能祖先Panicum repens与糜子在母系的亲缘关系较远;(2)野生糜子可能是栽培糜子的直接祖先;(3)栽培糜子在中国可能至少存在两个独立的驯化地,红色基因池的糜子在黄土高原被驯化,而绿色基因池的糜子在东北地区被驯化;(4)红色基因池糜子在中国黄土高原被驯化后,向西经西北新疆地区、中亚地区、西亚地区传播到达中欧,而绿色基因池糜子从中国东北地区开始,经蒙古、俄罗斯和乌克兰传播到达东欧,以上两条糜子西传的路线恰好分别与史前时期的绿洲丝绸之路和草原丝绸之路吻合。本研究对栽培糜子的野生祖先、栽培糜子在中国的驯化地、栽培糜子驯化后向外传播的路线等几个问题均进行了深入探讨,获得了重要的遗传信息、研究线索和阶段性结果,这些结果将为糜子遗传多样性、糜子栽培起源、糜子种质资源保护等领域研究提供重要的证据。
中文关键词糜子 ; SSR ; 驯化 ; 传播
语种中文
国家中国
中图法分类号S516
来源机构吉林大学
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/354879
作者单位吉林大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 孟繁霜. 糜子遗传多样性与栽培起源研究[D]. 吉林大学,2018.
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