基于線粒體序列信息及遺傳特點(diǎn)探究甜瓜屬親緣關(guān)系.pdf

1、甜瓜屬內(nèi)的種間關(guān)系一直是育種領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，但是先前甜瓜屬進(jìn)化相關(guān)研究全部基于核基因組和葉綠體基因組，并且在確定甜瓜和黃瓜的近緣物種時(shí)產(chǎn)生了不同的結(jié)論。甜瓜屬線粒體基因組結(jié)構(gòu)復(fù)雜、序列龐大，具有豐富的遺傳變異，但是至今從未應(yīng)用于進(jìn)化分析。同時(shí)，已有研究表明甜瓜屬內(nèi)黃瓜、甜瓜線粒體基因組的遺傳方式為罕見的父系遺傳，而細(xì)胞器基因組的遺傳特點(diǎn)是鑒定植物界種屬關(guān)系的重要依據(jù)，在核基因組與細(xì)胞器基因組間信息交流研究領(lǐng)域也有重要的應(yīng)用，而甜瓜屬內(nèi)其

2、他材料的線粒體基因組的遺傳方式還未得到確定。因此，本文開展了以下兩方面的研究:
　　1、利用在擬南芥和甜菜中開發(fā)出來的線粒體非編碼區(qū)35對通用引物對包括外群在內(nèi)的22份葫蘆科植物進(jìn)行擴(kuò)增，統(tǒng)計(jì)片段長度多態(tài)性。結(jié)果共得到97個(gè)清晰的擴(kuò)增位點(diǎn)，UPGMA聚類分析顯示外群被明顯區(qū)分開來，所有甜瓜屬植物被分成兩類，一類包含Cucumis sativus.L、C.melo.L、 C.anguria和C.spp JF1，另一類包含剩下所有的非

3、洲野生種。同時(shí)，對線粒體基因ccb203和cox3序列進(jìn)行測序，統(tǒng)計(jì)分析核苷酸多態(tài)性。最終拼接所得的序列包含有1217個(gè)核苷酸，根據(jù)最大似然法構(gòu)建分子系統(tǒng)樹。序列變異系統(tǒng)進(jìn)化樹顯示，外群與甜瓜屬植物被明顯區(qū)分開，在甜瓜屬內(nèi)分成三個(gè)組，分別標(biāo)記為CM、CS和CW，其中CM包括4個(gè)栽培甜瓜，CS包括栽培黃瓜、酸黃瓜和哈氏黃瓜(C.sativus L.var.hardwickii)，剩下全部近緣野生植物被分在了CW組。同時(shí)CM與CS的親緣關(guān)系

4、非常相近(BS=0.064)而與CW的距離則很遠(yuǎn)(BS=0.998)。同時(shí)在此顯示的進(jìn)化關(guān)系與用葉綠體序列和核ITS序列分析的結(jié)果一致。
　　2、建立甜瓜屬植物Technovit7100樹脂半薄切片MTG-DAPI雙染色體系，并選用每種材料適用的體系對甜瓜屬屬內(nèi)和屬外植物的貼壁期花粉和成熟期花粉進(jìn)行了制片觀察，用以確定DAPI壓片染色中生殖核周圍的細(xì)胞器DNA是來自于哪種細(xì)胞器。結(jié)果顯示每一個(gè)種內(nèi)的不同品種以及變種之間花粉形態(tài)及染

5、色情況基本相同，不同種間的花粉粒結(jié)構(gòu)在細(xì)胞形態(tài)、表面紋絡(luò)及絨毛特性等方面均存在差異，進(jìn)一步驗(yàn)證了花粉結(jié)構(gòu)特征可以作為種屬鑒定的參考。貼壁期花粉的染色結(jié)果顯示所有物種的生殖核周圍都存在線粒體基因和膜結(jié)構(gòu)熒光位點(diǎn)，而成熟期花粉染色結(jié)果則只在甜瓜屬植物的生殖核周圍觀察到了線粒體基因和膜位點(diǎn)，而南瓜等屬外物種的生殖核周圍則未觀察到任何細(xì)胞器DNA。由此證明，實(shí)驗(yàn)中所涉及的所有甜瓜屬植物均同黃瓜一樣，線粒體基因信息可通過花粉進(jìn)行散布和遺傳。對于甜