中國養(yǎng)殖海帶不同群體的遺傳變異分析及海帶配子體性別性狀初步定位.pdf

1、我國海帶年栽培面積4萬多公頃，年產(chǎn)量超過84萬噸，居世界第一位。隨著海帶化工和加工業(yè)的快速發(fā)展，海帶栽培已從產(chǎn)量型向多用途轉(zhuǎn)換。但目前海帶品種數(shù)量少、退化、雜合嚴重、抗逆性差，已不能滿足需求。另外，全球變暖趨勢使海水溫度持續(xù)走高、波動加大，而現(xiàn)有品種耐高溫能力差，常出現(xiàn)葉片脫落，導(dǎo)致減產(chǎn)。勞動力和曬場限制也迫切要求培育成熟期不同的品種。克服這些問題必須依賴遺傳資源。在獲得遺傳資源后，必須進行有效評價、管理、維持及合理開發(fā)利用。一套適當?shù)?/p>

2、分子標記將有助于對已收集的自然遺傳變異進行分析。 我國的海帶栽培和育種遠遠走在海帶遺傳研究前面。海帶的生物學研究(如分類、生活史闡明、配子體克隆等)對海帶栽培發(fā)展做出了不可替代的貢獻。然而，海帶配子體和孢子體重要經(jīng)濟性狀和抗逆性狀的遺傳基礎(chǔ)研究缺乏。其主要原因是沒有相應(yīng)的分子生物學研究工具，如分子標記連鎖圖譜等。 海帶育種實踐還發(fā)現(xiàn)，海帶雌配子體克隆更多地攜帶其來源孢子體性狀的控制基因，對雜交海帶性狀表現(xiàn)的貢獻大于雄配子

3、體克隆。因此，海帶配子體性別及其控制機理是一個重要的生物學問題，也與海帶育種，尤其是雜交海帶培育關(guān)系重大。因此，構(gòu)建海帶分子標記連鎖圖譜、定位海帶配子體性別性狀、分離海帶配子體性別決定基因具有重要意義。 本論文研究擬進行下列研究：(1)試圖篩選足夠的SSR標記，并用于中國栽培海帶遺傳多樣性分析，為海帶遺傳資源有效管理建立方法基礎(chǔ)；(2)嘗試性構(gòu)建海帶分子標記(AFLP和SSR)連鎖圖譜，定位海帶配子體性別性狀位點，為分離海帶配子

4、體性別決定基因打基礎(chǔ)。 本研究研制了18個微衛(wèi)星DNA標記并用于90個海帶配子體克隆的遺傳多樣性分析。這些配子體克隆是從引種中國的海帶(L．japonica)(第一組)、引種中國的長海帶(L． longissima)(第二組)、從海帶選育的優(yōu)良品種(第三組)和種間雜種衍生品種(來源L．longissima雌配子體克隆×來源L japonica的雄配子體克隆，第四組)分離的。在總樣本中，各標記座位的等位基因數(shù)在2-7之間，Nei’

5、s基因多樣性在0.369-0.753之間。海帶的等位基因多樣性和Nei’s基因多樣性顯著高于引種的長海帶(2.9 vs．1.8；0.414 vs．0.161)，而選育品種等位基因多樣性和Nei’s基因多樣性低于海帶。這表明海帶只有一部分遺傳變異存在于從海帶選育的品種中。種間雜種海帶配子體間存在顯著遺傳分化，在每組的雌(群體1)、雄(群體2)配子體克隆間也存在顯著遺傳分化。組間變異占總變異的39.95％，而雌、雄配子體克隆間占21.65％

6、。第一第二組組間遺傳距離分別達到1.142和1.036，而第一第三組組間遺傳距離只有0.278。第一和第四組組間遺傳距離明顯長于第二和第四組組間遺傳距離(0.686 vs．0.291)，說明雌配子體克隆比雄配子體克隆給雜交海帶貢獻了較多的遺傳變異。另外，在四組配子體克隆中都檢測到近期群體規(guī)模減小效應(yīng)(瓶頸效應(yīng))。這說明引種和品種培育對遺傳多樣性具有顯著影響。這些觀察結(jié)果將有助于海帶配子體克隆資源的保存和開發(fā)利用。 東方2號是一個

7、商業(yè)化栽培的雜交海帶，它是以從海帶(L．japonicaAreschoug)分離的一個雌配子體克隆為母本和一個從長海帶(L． longissimaMiyabe)分離的雄配子體克隆為父本，經(jīng)過配子體克隆擴繁、雜交及雜交海帶育苗獲得的。從東方2號雜交海帶分離到40個配子體克隆用作作圖群體，嘗試性地構(gòu)建了海帶AFLP-SSR連鎖圖譜。圖譜包括263個標記，其中AFLP標記255個，SSR標記7個，形態(tài)標記一個(配子體性別)。圖譜由25個含有≥

8、4標記的連鎖群、5個3標記體和15個二標記體組成，總長1629.0cM，覆蓋海帶基因組的66％。最大標記間距24.63cM。在第二連鎖群上存在一個可能的性別決定區(qū)。該區(qū)域含有配子體性別性狀座位，標記遺傳重組被顯著抑制。連鎖圖譜的構(gòu)建及與圖譜構(gòu)建相關(guān)的方法將促進海帶遺傳學研究、海帶高密度圖譜構(gòu)建、海帶配子體性別決定機制的認識和海帶配子體性別決定基因的克隆。 另外，本論文研究還根據(jù)核糖體轉(zhuǎn)錄單元內(nèi)間隔區(qū)單核苷酸變異和兩個SSR標記多