偃麦草属植物种质资源遗传多样性分析

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1、中国农业大学硕卜学位论文第一章绪论性状在一定样本内出现的频率来推测种群内个体间及种群之间的差异，从而推断遗传变异的程度。用质量性状研究植物遗传的经典试验就是孟德尔用豌豆进行的遗传因子分离和自由组合试验．因为表型和基因型之间存在基因表达、调控，个体发育等复杂的中间环节，根据表型上的差异来反映基因型的差异就是形态学水平检测的关键所在。因此形态学水平上检测遗传变异是最直观也是最简单易行的方法。但由于在自然种群中符合孟德尔遗传规律的质量形状很少，而数量性状又很难摆脱环境改变的影响，这使得在形态学水平上研究遗传变异受到很大的局限。1．

2、1．2．2染色体水平染色体是遗传物质的载体，是基因的携带者。染色体的变异导致遗传变异的发生，则是遗传多样性的重要来源。染色体变异主要表现为染色体组型特征的变异，包括染色体数目变异(整倍体、非整倍体)和染色体结构变异(缺失、易位、倒位、重位)．据whitc估计，大约每500个个体就有一个发生染色体结构变异“’，如果蝇的染色体倒位“71现象和玉米的染色体结构变异。染色体水平的多样性还体现在染色体的形态(着丝点位置)、缢痕和随体等核性特征上，这些特征的变异使种内出现细胞型的多样性。随着染色体研究技术的发展，如细胞原位杂交技术在染色

3、体上会揭示出丰富的遗传多样性“’。1．'．2．3等位酶电泳1966年，Hubby，Lewontin，Johnson和Harri分别利用凝胶电泳技术结合酶的特异性染色对果蝇和人类种群遗传变异进行了定量研究，从此同工酶被广泛应用于天然种群变异研究中。它是通过对各种同工酶的电泳谱带的分析，可识别出控制这些酶的基因位点和等位基因，从而达到在基因水平上研究生物体的目的。目前，此技术已积累了丰富的经验””1，在采样原则、实验方法、数据处理和结果分析方面形成一套统一的标准，并建立起种群遗传分化、遗传多样性“”和基因流水平的定量指标，使不同

4、物种的研究结果可以在共同的基础上进行比较。同时．水平切片淀粉凝胶电泳等位酶分析为了解群体内的遗传变异、研究群体遗传学提供了有力工具“””，它是在居群、种甚至属的水平上研究生物遗传多样性的重要方法，也是现代植物系统和进化研究所必不可少的手段。然而，等位酶虽是基因变化的一个标志，扩展了我们对遗传变异和进化的认识，但还存在一些弱点；如只能检测编码酶蛋白的基因位点。对非结构基因却无能为力；所检测的位点数目受技术限制不可能很多(一般20-30个)；尽管目前可分析的遗传座位超过100个，但对整个基因组来讲只是很少的一部分。因此，一批等位

5、酶位点的变异并不一定代表整个基因组的变异，而且有些隐蔽的变异可能无法通过电泳检测到，所以酶电泳可能低估了遗传变异水平．1．1．2．4D胀分子标记分子生物学技术为遗传多样性检测提供了更直接、更精确的方法即直接检测DNA本身序列的变化。DNA序列变异克服了表现性状、等位酶法的不足，成为目前最有效的遗传分析方法。DNA的多态性是生物多样性的本质内容，为了深入掌握生物多样性的遗传学基础，最理想的办法就是直接观察测定DNA序列变异．2中国农业大学硕卜学位论文第一章绪论观测方法一般依其所用的分子生物学技术大致可分为两大类，一类是以Sou

6、thern杂交技术为核心的分子标记，如RFLP，这类分子标记称为第一代分子标记；另一类是以PCR为基础的分子标记，如RAPD、AFLP、SSR，这类分子标记称为第二代分子标记；单核苷酸多态性(SNP)标记被称为第三代分子标记““。(1)RFLP是最早发展的分子标记，其技术是用已知的限制性内切酶消化从生物体中提取DNA，经过电泳、印迹、探针杂交，最后用放射性自显影、显色或发光分析显示与探针互补的DNA片段，因为每种限制酶识别专一的碱基序列，DNA序列的变化就会导致酶切位点的减少或增加，限制片段的长度发生变化就会显示多样性。而限

7、制性内切酶是一种能识别特定核苷酸顺序并在这些位点上切断DNA分子的酶，DNA分子经酶切后，形成各种长度的DNA片段，然后通过有特殊标记的DNA分子杂交和放射白显影，并参照标准的DNA分子量片段的长度做出识别。(2)RAID是用lO个核苷酸的随机序列寡核苷酸为单引物，对所研究的物种基因组DNA进行扩增产生长度为200-2000bp的DNA片段，经电泳分离即可检测DNA的多态性。RAID所用引物没有特异性。合成一套；}物可以用于不同种生物的遗传分析，实验操作简便易行，不霈克隆制备、同位素标记，Southern印迹等步骤。具有快速

8、、灵敏、易检测、所需DNA样品少等优点。(3)AFLP标记是后来发展起来的分子标记。AFLP技术是先用限制性内切酶消化切割染色体DNA，然后采用PCR技术将这些片段扩增。由于不同材料的DNA酶切片段存在差异，因而就产生了扩增产物的多态性。AFLP结合了RFI，P和RAPD的优点比RFLP产