基于COSⅡ標記的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。已有學者采用質(zhì)體DNA限制性位點、顆粒結合型淀粉合成酶(GBSSI)、硝酸還原酶(NIA)、直系同源COSⅡ標記等方法對馬鈴薯的二倍體和多倍體進行了系統(tǒng)發(fā)育關系研究，但這些研究由于只采用了較少的基因或標記抑或是較少的多倍體物種，而并沒有對多個物種的野生多倍體馬鈴薯進行全面的系統(tǒng)發(fā)

2、育分析。本研究采用6對COSⅡ標記對11個野生多倍體物種中的54個個體以及33個野生二倍體物種中的37個個體進行了PCR擴增，利用優(yōu)化的非對稱PCR-SSCP技術對所得到的等位基因進行測序并進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；同時和采用其它基因得到的結果相比較，結果相似。主要研究結果如下：
　　 1.獲得了最優(yōu)化的非對稱PCR-SSCP方法的條件，確定了不同的COSⅡ標記各自最佳

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

4、個體中，主要用于研究野生多倍體馬鈴薯的系統(tǒng)發(fā)育關系。單個COSⅡ的比對長度介于461(C2_At1g32130)～1473(C2_At1g20050)個位點之間，簡約信息位點數(shù)介于45～134個之間，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COSⅡ(不包含C2_At5g47390序列數(shù)據(jù))和6個COSⅡ聯(lián)合序列數(shù)據(jù)中

5、，序列比對總長度分別為4031和4719個位點，簡約信息位點數(shù)分別為673和551個，一致性指數(shù)(CI)和保留指數(shù)(RI)均為0.63和0.92。對二倍體序列的分析結果表明，在222個組合(37個二倍體×6個COSⅡ)中，12.6％含有多于1個的等位基因。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，只有1.8％的個體少于兩個等位基因；六倍體亦是如此，只有1.8％的個體少于三個等位基因。
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6、.采用最大似然法對不同的序列數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)發(fā)育分析。用最大似然法對單個COSⅡ標記的二倍體序列分析表明，雖然這6個單獨的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)育關系。用最大似然法對二倍體和多倍體的6個COSⅡ聯(lián)合序列數(shù)據(jù)分析得到和前人不一致的研究結果，它將分枝3分成兩小分枝。但對含有5個COS聯(lián)合序列文件進行最大似然法分析時，得到和前人相似的研究結果，包含三個主要的分枝分枝1+2，分枝3，分枝4。
　　

7、 4.用最大似然法對二倍體和多倍體的5個COSⅡ聯(lián)合序列數(shù)據(jù)分析表明，54個多倍體中有29個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；多倍體和親緣關系較近的二倍體在同一分枝上。25個多倍體個體中顯示出了不同于前人的研究結果：1)多倍體基因在起源不明的分枝3p、4ap1和4p2中，該分枝沒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