基于COSⅡ標(biāo)記的Solanum section Petota野生多倍體馬玲薯的系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)屬于Solanum屬中的section Petota Dumortier。其中Petota組中36％為多倍體。已有學(xué)者采用質(zhì)體DNA限制性位點(diǎn)、顆粒結(jié)合型淀粉合成酶(GBSSI)、硝酸還原酶(NIA)、直系同源COSⅡ標(biāo)記等方法對(duì)馬鈴薯的二倍體和多倍體進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系研究，但這些研究由于只采用了較少的基因或標(biāo)記抑或是較少的多倍體物種，而并沒(méi)有對(duì)多個(gè)物種的野生多倍體馬鈴薯進(jìn)行全面的系統(tǒng)發(fā)

2、育分析。本研究采用6對(duì)COSⅡ標(biāo)記對(duì)11個(gè)野生多倍體物種中的54個(gè)個(gè)體以及33個(gè)野生二倍體物種中的37個(gè)個(gè)體進(jìn)行了PCR擴(kuò)增，利用優(yōu)化的非對(duì)稱PCR-SSCP技術(shù)對(duì)所得到的等位基因進(jìn)行測(cè)序并進(jìn)行較全面的野生多倍體馬鈴薯的系統(tǒng)發(fā)育研究，表明野生多倍體馬鈴薯中可能存在多起源現(xiàn)象；同時(shí)和采用其它基因得到的結(jié)果相比較，結(jié)果相似。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.獲得了最優(yōu)化的非對(duì)稱PCR-SSCP方法的條件，確定了不同的COSⅡ標(biāo)記各自最佳

3、的非對(duì)稱PCR-SSCP條件。和傳統(tǒng)的克隆測(cè)序方法比較，非對(duì)稱PCR-SSCP方法省時(shí)，省力，可以避免克隆測(cè)序中易發(fā)生的PCR重組以及異源雙鏈核酸分子，并且其多態(tài)性位點(diǎn)的堿基類型和數(shù)目均和克隆測(cè)序結(jié)果一致，在某種程度上可以替代克隆測(cè)序。對(duì)于多倍體而言，成本可以降低到原來(lái)的18.9％～33.3％。
　　 2.將優(yōu)化的非對(duì)稱PCR-SSCP方法推廣到6對(duì)COSⅡ標(biāo)記以及11個(gè)物種的54個(gè)野生多倍體和33個(gè)物種的37個(gè)野生二倍體馬鈴薯

4、個(gè)體中，主要用于研究野生多倍體馬鈴薯的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。單個(gè)COSⅡ的比對(duì)長(zhǎng)度介于461(C2_At1g32130)～1473(C2_At1g20050)個(gè)位點(diǎn)之間，簡(jiǎn)約信息位點(diǎn)數(shù)介于45～134個(gè)之間，一致性指數(shù)(Consistency Index，CI)介于0.73～0.86之間，保留指數(shù)(Retention Index，RI)介于0.94～0.97之間。5個(gè)COSⅡ(不包含C2_At5g47390序列數(shù)據(jù))和6個(gè)COSⅡ聯(lián)合序列數(shù)據(jù)中

5、，序列比對(duì)總長(zhǎng)度分別為4031和4719個(gè)位點(diǎn)，簡(jiǎn)約信息位點(diǎn)數(shù)分別為673和551個(gè)，一致性指數(shù)(CI)和保留指數(shù)(RI)均為0.63和0.92。對(duì)二倍體序列的分析結(jié)果表明，在222個(gè)組合(37個(gè)二倍體×6個(gè)COSⅡ)中，12.6％含有多于1個(gè)的等位基因。排除差異較小的等位基因后，只有5.9％的二倍體含有差異。四倍體用于最終分析時(shí)，只有1.8％的個(gè)體少于兩個(gè)等位基因；六倍體亦是如此，只有1.8％的個(gè)體少于三個(gè)等位基因。
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6、.采用最大似然法對(duì)不同的序列數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析。用最大似然法對(duì)單個(gè)COSⅡ標(biāo)記的二倍體序列分析表明，雖然這6個(gè)單獨(dú)的COSⅡ得到的系統(tǒng)樹存在著不一致，但可以很好地解決二倍體物種的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。用最大似然法對(duì)二倍體和多倍體的6個(gè)COSⅡ聯(lián)合序列數(shù)據(jù)分析得到和前人不一致的研究結(jié)果，它將分枝3分成兩小分枝。但對(duì)含有5個(gè)COS聯(lián)合序列文件進(jìn)行最大似然法分析時(shí)，得到和前人相似的研究結(jié)果，包含三個(gè)主要的分枝分枝1+2，分枝3，分枝4。
　　

7、 4.用最大似然法對(duì)二倍體和多倍體的5個(gè)COSⅡ聯(lián)合序列數(shù)據(jù)分析表明，54個(gè)多倍體中有29個(gè)多倍體的等位基因在系統(tǒng)樹中所在分枝和GBSSI、NIA所得到的系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果相符：所研究的多倍體均為為異源多倍體起源；多倍體和親緣關(guān)系較近的二倍體在同一分枝上。25個(gè)多倍體個(gè)體中顯示出了不同于前人的研究結(jié)果：1)多倍體基因在起源不明的分枝3p、4ap1和4p2中，該分枝沒(méi)有包含二倍體物種的等位基因；2)在原有的三大分枝上發(fā)現(xiàn)新的多倍體基因；3)有