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(yán)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?？朔@些問題必須依賴遺傳資源。在獲得遺傳資源后，必須進(jìn)行有效評價、管理、維持及合理開發(fā)利用。一套適當(dāng)?shù)?/p>

2、分子標(biāo)記將有助于對已收集的自然遺傳變異進(jìn)行分析。 我國的海帶栽培和育種遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在海帶遺傳研究前面。海帶的生物學(xué)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(xiàn)。然而，海帶配子體和孢子體重要經(jīng)濟(jì)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(xué)研究工具，如分子標(biāo)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(xiàn)大于雄配子

3、體克隆。因此，海帶配子體性別及其控制機(jī)理是一個重要的生物學(xué)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(biāo)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(jìn)行下列研究：(1)試圖篩選足夠的SSR標(biāo)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(biāo)記(AFLP和SSR)連鎖圖譜，定位海帶配子體性別性狀位點(diǎn)，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(biāo)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(biāo)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(dá)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(xiàn)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(kuò)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(biāo)記，其中AFLP標(biāo)記255個，SSR標(biāo)記7個，形態(tài)標(biāo)記一個(配子體性別)。圖譜由25個含有≥

8、4標(biāo)記的連鎖群、5個3標(biāo)記體和15個二標(biāo)記體組成，總長1629.0cM，覆蓋海帶基因組的66％。最大標(biāo)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(biāo)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(jìn)海帶遺傳學(xué)研究、海帶高密度圖譜構(gòu)建、海帶配子體性別決定機(jī)制的認(rèn)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(biāo)記多