偃麥草屬植物種質資源遺傳多樣性分析

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1、中國農業(yè)大學碩卜學位論文第一章緒論性狀在一定樣本內出現(xiàn)的頻率來推測種群內個體間及種群之間的差異，從而推斷遺傳變異的程度。用質量性狀研究植物遺傳的經典試驗就是孟德爾用豌豆進行的遺傳因子分離和自由組合試驗．因為表型和基因型之間存在基因表達、調控，個體發(fā)育等復雜的中間環(huán)節(jié)，根據表型上的差異來反映基因型的差異就是形態(tài)學水平檢測的關鍵所在。因此形態(tài)學水平上檢測遺傳變異是最直觀也是最簡單易行的方法。但由于在自然種群中符合孟德爾遺傳規(guī)律的質量形狀很少，而數量性狀又很難擺脫環(huán)境改變的影響，這使得在形態(tài)學水平上研究遺傳變異受到很大的局限。1．

2、1．2．2染色體水平染色體是遺傳物質的載體，是基因的攜帶者。染色體的變異導致遺傳變異的發(fā)生，則是遺傳多樣性的重要來源。染色體變異主要表現(xiàn)為染色體組型特征的變異，包括染色體數目變異(整倍體、非整倍體)和染色體結構變異(缺失、易位、倒位、重位)．據whitc估計，大約每500個個體就有一個發(fā)生染色體結構變異“’，如果蠅的染色體倒位“71現(xiàn)象和玉米的染色體結構變異。染色體水平的多樣性還體現(xiàn)在染色體的形態(tài)(著絲點位置)、縊痕和隨體等核性特征上，這些特征的變異使種內出現(xiàn)細胞型的多樣性。隨著染色體研究技術的發(fā)展，如細胞原位雜交技術在染色

3、體上會揭示出豐富的遺傳多樣性“’。1．'．2．3等位酶電泳1966年，Hubby，Lewontin，Johnson和Harri分別利用凝膠電泳技術結合酶的特異性染色對果蠅和人類種群遺傳變異進行了定量研究，從此同工酶被廣泛應用于天然種群變異研究中。它是通過對各種同工酶的電泳譜帶的分析，可識別出控制這些酶的基因位點和等位基因，從而達到在基因水平上研究生物體的目的。目前，此技術已積累了豐富的經驗””1，在采樣原則、實驗方法、數據處理和結果分析方面形成一套統(tǒng)一的標準，并建立起種群遺傳分化、遺傳多樣性“”和基因流水平的定量指標，使不同

4、物種的研究結果可以在共同的基礎上進行比較。同時．水平切片淀粉凝膠電泳等位酶分析為了解群體內的遺傳變異、研究群體遺傳學提供了有力工具“””，它是在居群、種甚至屬的水平上研究生物遺傳多樣性的重要方法，也是現(xiàn)代植物系統(tǒng)和進化研究所必不可少的手段。然而，等位酶雖是基因變化的一個標志，擴展了我們對遺傳變異和進化的認識，但還存在一些弱點；如只能檢測編碼酶蛋白的基因位點。對非結構基因卻無能為力；所檢測的位點數目受技術限制不可能很多(一般20-30個)；盡管目前可分析的遺傳座位超過100個，但對整個基因組來講只是很少的一部分。因此，一批等位

5、酶位點的變異并不一定代表整個基因組的變異，而且有些隱蔽的變異可能無法通過電泳檢測到，所以酶電泳可能低估了遺傳變異水平．1．1．2．4D脹分子標記分子生物學技術為遺傳多樣性檢測提供了更直接、更精確的方法即直接檢測DNA本身序列的變化。DNA序列變異克服了表現(xiàn)性狀、等位酶法的不足，成為目前最有效的遺傳分析方法。DNA的多態(tài)性是生物多樣性的本質內容，為了深入掌握生物多樣性的遺傳學基礎，最理想的辦法就是直接觀察測定DNA序列變異．2中國農業(yè)大學碩卜學位論文第一章緒論觀測方法一般依其所用的分子生物學技術大致可分為兩大類，一類是以Sou

6、thern雜交技術為核心的分子標記，如RFLP，這類分子標記稱為第一代分子標記；另一類是以PCR為基礎的分子標記，如RAPD、AFLP、SSR，這類分子標記稱為第二代分子標記；單核苷酸多態(tài)性(SNP)標記被稱為第三代分子標記““。(1)RFLP是最早發(fā)展的分子標記，其技術是用已知的限制性內切酶消化從生物體中提取DNA，經過電泳、印跡、探針雜交，最后用放射性自顯影、顯色或發(fā)光分析顯示與探針互補的DNA片段，因為每種限制酶識別專一的堿基序列，DNA序列的變化就會導致酶切位點的減少或增加，限制片段的長度發(fā)生變化就會顯示多樣性。而限

7、制性內切酶是一種能識別特定核苷酸順序并在這些位點上切斷DNA分子的酶，DNA分子經酶切后，形成各種長度的DNA片段，然后通過有特殊標記的DNA分子雜交和放射白顯影，并參照標準的DNA分子量片段的長度做出識別。(2)RAID是用lO個核苷酸的隨機序列寡核苷酸為單引物，對所研究的物種基因組DNA進行擴增產生長度為200-2000bp的DNA片段，經電泳分離即可檢測DNA的多態(tài)性。RAID所用引物沒有特異性。合成一套；}物可以用于不同種生物的遺傳分析，實驗操作簡便易行，不霈克隆制備、同位素標記，Southern印跡等步驟。具有快速

8、、靈敏、易檢測、所需DNA樣品少等優(yōu)點。(3)AFLP標記是后來發(fā)展起來的分子標記。AFLP技術是先用限制性內切酶消化切割染色體DNA，然后采用PCR技術將這些片段擴增。由于不同材料的DNA酶切片段存在差異，因而就產生了擴增產物的多態(tài)性。AFLP結合了RFI，P和RAPD的優(yōu)點比RFLP產