不結(jié)球白菜種質(zhì)資源遺傳多樣性和遺傳模型分析及bcDREB2基因片段克隆.pdf

1、不結(jié)球白菜原產(chǎn)中國，種質(zhì)資源極其豐富，不僅數(shù)量多，而且類型復(fù)雜。然而隨著生產(chǎn)中少數(shù)高產(chǎn)品種的大面積種植，使許多地方品種和農(nóng)家品種被淘汰，品種單一化和遺傳脆弱性日趨嚴(yán)重。為進(jìn)一步挖掘不結(jié)球白菜遺傳潛力，拓寬遺傳基礎(chǔ)，充分利用種質(zhì)資源，本研究分析了不結(jié)球白菜種質(zhì)資源的形態(tài)性狀和分子標(biāo)記遺傳多樣性，核心種質(zhì)的構(gòu)建策略，對不結(jié)球白菜SI×秋017組合的株高、葉片重和葉柄重性狀遺傳模型進(jìn)行了分析，采用同源克隆法從SI×秋017組合的葉片cDNA中

2、分離出抗逆基因DREB2同源片段bcDREB2，并對bcDREB2在SI×秋017組合的不同器官中表達(dá)進(jìn)行了半定量分析。 1、不結(jié)球白菜種質(zhì)資源形態(tài)性狀多樣性分析 對125份不結(jié)球白菜的形態(tài)多樣性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，我國不結(jié)球白菜具有豐富的形態(tài)多樣性，地區(qū)中以江蘇的不結(jié)球白菜平均多樣指數(shù)最高，達(dá)0.972，性狀中以葉柄長的變異系數(shù)最大，達(dá)59.77％。通過多變量的主成分分析，第一主成分和第二主成分代表了不結(jié)球白菜形態(tài)多

3、樣性的48.4％。通過系統(tǒng)聚類，把125份不結(jié)球白菜種質(zhì)資源聚成6類，普通白菜不同程度地分別與塌菜、菜心、分蘗菜和薹菜聚在一起，說明普通白菜與其它種類間存在一定的親緣關(guān)系。 2、不結(jié)球白菜核心種質(zhì)的構(gòu)建策略研究及代表性評價 利用中國蔬菜品種志記載的不結(jié)球白菜種質(zhì)資源，采用優(yōu)先取樣，調(diào)整的歐氏距離計算樣品間的遺傳距離，用不加權(quán)類平均法、可變類平均和離差平方和分別進(jìn)行系統(tǒng)聚類，選擇原始種質(zhì)的15％，20％，25％，30％和3

4、5％取樣水平，應(yīng)用Shannon多樣性信息指數(shù)、Simpson遺傳多樣性指數(shù)、表型保留比率、表型頻率方差、均值差異百分率、方差差異百分率、均值比、方差比、最大值、最小值、極差、變異系數(shù)等12個評價指標(biāo)、結(jié)合數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀進(jìn)行不同核心種構(gòu)建策略對比分析，并進(jìn)行了檢驗。結(jié)果表明，以30％的取樣水平，按優(yōu)先取樣+多次聚類隨機(jī)取樣+不加權(quán)類平均聚類法為中國不結(jié)球白菜核心種質(zhì)的可行策略；從195份資源中構(gòu)建了59份的核心種質(zhì)；10個數(shù)量性狀和

5、12個質(zhì)量性狀的遺傳多樣指數(shù)未達(dá)差異顯著水平。構(gòu)建的核心種質(zhì)能夠代表原始種質(zhì)的遺傳變異多樣性；核心種質(zhì)的構(gòu)建也能說明不結(jié)球白菜的起源中心。 3、不結(jié)球白菜種質(zhì)資源RAPD遺傳多樣性分析 用RAPD分子標(biāo)記對國內(nèi)外64份不結(jié)球白菜種質(zhì)資源的DNA遺傳多樣性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，23條引物共檢測出147個位點，其中71條為多態(tài)性位點，多態(tài)性位點比率達(dá)48.30％，平均每個引物產(chǎn)生6.39個位點和3．09個多態(tài)性位點。不結(jié)球白

6、菜各類型中以普通白菜的Shannon信息指數(shù)(0.1946)為最高；各生態(tài)區(qū)域中以江淮流域的Shannon信息指數(shù)(0.1888)為最高；國內(nèi)的Shannon信息指數(shù)高于國外，說明江淮流域是不結(jié)球白菜遺傳多樣性最豐富的地區(qū)。不結(jié)球白菜的遺傳分化系數(shù)為59.05％，大部分變異主要存在于種群間?；蛄鳛?.4995，說明群體間基因流動較少。 4、不結(jié)球白菜種質(zhì)資源SRAP遺傳多樣性分析 利用SRAP分子標(biāo)記對國內(nèi)外64份不結(jié)

7、球白菜種質(zhì)資源的DNA遺傳多樣性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，21對引物組合共檢測出215個位點，其中112條為多態(tài)性位點，多態(tài)性比率達(dá)52.09％，平均每對引物組合產(chǎn)生10.24個位點和5.33個多態(tài)性位點。不結(jié)球白菜各類型中普通白菜的Shannon信息指數(shù)(0.2161)和遺傳豐富度((190)88.37％)最高；各生態(tài)區(qū)域中江淮流域的Shannon信息指數(shù)(0.2194)和遺傳豐富度((185)86.05％)最高；國內(nèi)的Shannon信息

8、指數(shù)(0.1949)和遺傳豐富度((188)87.44％)分別高于國外。遺傳變異估算表明，不結(jié)球白菜遺傳分化系數(shù)58.22％，大部分變異存在于種群間；基因流為0.4031，說明群體間基因流動較少，遺傳分化程度較高。聚類分析結(jié)果表明，以遺傳相似系數(shù)0.872為截值，可按生態(tài)區(qū)域或生態(tài)特征把不結(jié)球球白菜分為Ⅵ個類群。與RAPD分子標(biāo)記相比，每個SRAP引物擴(kuò)增出的位點數(shù)較RAPD多60.25％，擴(kuò)增出的多態(tài)位點數(shù)較RAPD多72.94％，多

9、態(tài)位點比率較RAPD高7.85％，說明SRAP標(biāo)記較RAPD標(biāo)記的多態(tài)性高。 5、不結(jié)球白菜株高、葉子重性狀遺傳模型分析 應(yīng)用主基因+多基因6個世代聯(lián)合分離分析方法對不結(jié)球白菜SI×秋017組合的株高、葉片重和葉柄重性狀進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，SI×秋017組合的株高性狀遺傳受對1對負(fù)向完全顯性主基因+加性-顯性多基因(D-4)控制，主基因加性效應(yīng)為5.8，多基因加性和顯性效應(yīng)分別為-7.9和15.0； B<,1>、B<,

10、2>和F<,2>世代株高的主基因遺傳率分別為33.28％、37.05％和51.68％，多基因遺傳率分別為5.84％、12.67％和1.34％。葉片重性狀遺傳受對1對負(fù)向完全顯性主基因+加性-顯性多基因(D-4)控制，主基因加性效應(yīng)為1.9；多基因加性和顯性效應(yīng)分別為-1.3和1.8；B<,1>、B<,2>和F<,2>世代葉重的主基因遺傳率分別為6.98％、4.33％和36.08％，多基因遺傳率分別為16.03％、7.39％和23.96％

11、。葉柄重的遺傳受1對加性主基因+加性-顯性多基因(D-2)控制，主基因加性效應(yīng)為-1.1；多基因加性和顯性效應(yīng)分別為1.3和2.6；B<,1>、B<,2>和F<,2>世代葉柄重的主基因遺傳率分別為31.72％、5.27％和57.94％；多基因遺傳率分別為0.42％、4.59％和4.80％。對SI×秋017組合株高、葉片重和葉柄重性狀的改良要以主基因為主，同時注意環(huán)境的影響。 6、不結(jié)球白菜bcDREB2同源片段的克隆及其表達(dá)

12、 分析采用同源克隆法從不結(jié)球白菜Six秋017組合的葉片cDNA中分離出DREB2同源基因片段bcDREB2(登錄號為EF495249)。它的片段長度為429bp。推導(dǎo)的氨基酸序列分析表明，bcDREB2與甘藍(lán)型油菜DREB2-2同源性達(dá)99％，與白菜CBF1同源性達(dá)98％，與鹽芥DREB1同源性達(dá)86％，與擬南芥DREB1B同源性達(dá)83％，與煙草DREB1A的同源性達(dá)78％。bcDREB2含有一個AP2結(jié)構(gòu)域。采用Semi-QRT