基于细胞质基因组分析的芭蕉属植物系统发育及栽培香蕉的起源研究

发布时间：2022-12-18 17:32

　　香蕉隶属于芭蕉科（Musaceae）芭蕉属（Musa L.）,是全球重要的粮食及水果作物。虽然国内外学者对芭蕉属植物的分类、起源及进化等从形态学到分子生物学展开了一系列的研究,但是其起源与演变仍处于推测阶段,没有定论,很多主要的栽培品种的遗传起源仍模糊不清。弄清香蕉及近缘芭蕉属植物的分子进化关系以及栽培香蕉的遗传起源对香蕉的分类、进化和遗传改良具有重要的理论和实际意义。本研究采用基因片段直接测序的方法,对适用于芭蕉属不同分类阶元的细胞质分子标记进行筛选,并对香蕉栽培种及其近缘芭蕉属野生种质的细胞质基因进行研究,构建其母系及父系系统发育关系,然后进一步利用高通量测序技术开展芭蕉属植物叶绿体全基因组测序、基因组图谱的绘制、比较基因组学分析和系统发育分析等,主要研究成果如下:1.芭蕉属植物细胞质分子标记的筛选:通过查阅相关文献,合成了已报道的可用于植物分类研究的叶绿体基因片段引物60对和线粒体基因片段引物70对,通过芭蕉属不同组、不同种和不同地理来源的样品进行筛选,最终获得可在芭蕉属中成功扩增的叶绿体引物32对,线粒体引物16对,其中25对叶绿体引物和12对线粒体引物在芭蕉属中具有遗传多样性... 

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 香蕉的概述
        1.1.1 形态特征及生长习性
        1.1.2 经济价值
        1.1.3 营养价值
    1.2 芭蕉属植物的分类
    1.3 香蕉栽培种的起源与驯化
    1.4 植物细胞质基因组及其系统发育研究
        1.4.1 植物叶绿体基因组与系统发育分析
        1.4.2 植物线粒体基因组与系统发育分析
    1.5 本研究的目的与意义
    1.6 研究的主要内容
        1.6.1 香蕉种质资源不同分类阶元细胞质分子标记研究
        1.6.2 基于多个细胞质基因的香蕉起源与进化研究
        1.6.3 基于叶绿体全基因组水平的芭蕉属系统发育研究
        1.6.4 基于线粒体全基因组水平的芭蕉属系统发育研究
    1.7 技术路线
2 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 选用的叶绿体DNA基因片段引物
        2.1.3 选用的线粒体DNA基因片段引物
    2.2 实验方法
        2.2.1 植物基因组总DNA的提取
        2.2.2 PCR扩增体系的优化
        2.2.3 细胞质DNA引物有效性的初筛
        2.2.4 细胞质DNA引物有效性的复筛
        2.2.5 测序
        2.2.6 数据分析
        2.2.7 芭蕉属植物叶绿体基因组的组装及系统发育分析
        2.2.8 芭蕉属植物线粒体基因组的组装及分析
3 结果与分析
    3.1 芭蕉属cpDNA分子标记的开发及遗传变异分析
        3.1.1 不同cpDNA分子标记在芭蕉属中有效性的筛选
        3.1.2 不同叶绿体DNA分子标记在芭蕉属中的遗传多样性分析
        3.1.3 不同叶绿体DNA分子标记在芭蕉属植物不同分类阶元中的有效性分析
    3.2 芭蕉属线粒体DNA分子标记的开发及遗传多样性分析
        3.2.1 不同线粒体DNA分子标记在芭蕉属中有效性的筛选
        3.2.2 不同线粒体DNA分子标记在芭蕉属中的遗传多样性分析
        3.2.3 不同线粒体DNA分子标记在芭蕉属植物不同分类阶元中的有效性分析
    3.3 芭蕉属植物基于多个细胞质基因序列的系统发育分析
        3.3.1 60份芭蕉属植物基于25个叶绿体基因序列的系统发育分析
        3.3.2 60份芭蕉属植物基于12个线粒体基因序列的系统发育分析
        3.3.3 栽培香蕉基于细胞质基因的起源与进化分析
    3.4 芭蕉属叶绿体基因组的组装及系统发育分析
        3.4.1 Musa acuminata var.chinensis叶绿体基因组的基本特征
        3.4.2 Musa beccarii叶绿体基因组的基本特征
        3.4.3 地涌金莲属Musella lasiocarpa叶绿体基因组的基本特征
        3.4.4 芭蕉属植物叶绿体基因组的比较分析
        3.4.5 芭蕉属植物基于叶绿体基因组的系统发育分析
    3.5 芭蕉属线粒体基因组的组装及分析
4 讨论
    4.1 叶绿体DNA分子标记在芭蕉属系统发育中的应用
    4.2 线粒体DNA分子标记在芭蕉属系统发育中的应用
    4.3 芭蕉属植物基于细胞质基因的系统发育分析
    4.4 栽培香蕉的起源与进化
    4.5 芭蕉属植物细胞质全基因组的测定及分析
5 结论
参考文献
缩略语表
附录
    在读博士期间的科研成果
    在读博士期间参与的课题
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]响叶杨(杨属)叶绿体基因组测序与比较分析[J]. 范李强,胡欢,郑洪蕾,王田静,王亚玲,马涛,毛康珊.  四川大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]东南亚——中国香蕉产业经济格局变化及思考[J]. 王芳,郇青鹤,柯佑鹏,过建春,刘秋冬.  中国热带农业. 2017(01)
[3]基于基因组学的香蕉种质资源遗传多样性与进化研究进展[J]. 冯慧敏,陈友,武耀廷.  海南热带海洋学院学报. 2016(05)
[4]2015年香蕉产业发展报告及形势预测[J]. 张慧坚.  世界热带农业信息. 2016(08)
[5]基于叶绿体psaA和psbA基因的中国熊野藻属植物系统发育分析[J]. 南芳茹,冯佳,谢树莲.  水生生物学报. 2015(01)
[6]基于叶绿体基因的香蕉遗传多样性研究[J]. 彭铁成,徐芳,罗静瑶,陈云云,汤华.  热带生物学报. 2012(04)
[7]枇杷野生型与栽培型的cpDNATrnS-TrnG及cpDNATrnQ-rps16序列多态性的比较[J]. 王云生,林顺权.  园艺学报. 2012(10)
[8]基于matK基因的几种苔藓植物的亲缘关系分析[J]. 张安世,司清亮,张为民,陈娟.  河南农业科学. 2012(01)
[9]芭蕉属植物基于线粒体ccb256序列的分类研究[J]. 邓长娟,王静毅,陈友,冯慧敏,徐小雄,武耀廷.  热带作物学报. 2011(09)
[10]叶绿体系统发育基因组学的研究进展[J]. 张韵洁,李德铢.  植物分类与资源学报. 2011(04)

博士论文
[1]柑橘亚科植物系统发育基因组学及野生枸橼、宜昌橙谱系地理学研究[D]. 杨晓明.华中农业大学 2017
[2]棉花胞质雄性不育系与保持系线粒体基因组差异研究[D]. 张晓.中国农业科学院 2011
[3]紫稻细胞质雄性不育系水稻线粒体呼吸链初步研究[D]. 严志祥.武汉大学 2009
[4]芥菜型油菜细胞质雄性不育hau CMS的研究[D]. 万正杰.华中农业大学 2008
[5]柿及其部分近缘种mtDNA和cpDNA多态性分析[D]. 胡德昌.华中农业大学 2007

硕士论文
[1]香蕉种质资源种间线粒体DNA位点变异的遗传分类[D]. 邓长娟.海南大学 2011
[2]大麦细胞质雄性不育相关基因的克隆及mRNA差异显示分析[D]. 尤金美.四川农业大学 2011
[3]基于线粒体DNA nad5序列研究天然红松的分子系统地理学[D]. 田菲菲.辽宁师范大学 2011



本文编号：3722469