杉木SSR分子标记多态性引物的筛选开题报告

 2021-08-08 02:08

1. 研究目的与意义

杉木Cunninghamia lanceolata (Lamb.)Hook.,属松柏目,杉科杉木属乔木,高达30米,胸径可达2.5-3米;树皮灰褐色;冬芽近圆形,雄球花圆锥状,雌球花单生,球果卵圆形,长2.5-5厘米,径3-4厘米;种子扁平,遮盖着种鳞,长卵形或矩圆形,花期4月,球果10月下旬成熟。杉木为亚热带树种,较喜光。喜温暖湿润,多雾静风的气候环境,不耐严寒及湿热,怕风,怕旱。适应年平均温度15℃~23℃,极端最低温度-17℃,年降水量800~2000mm的气候条件。为中国长江流域、秦岭以南地区栽培最广、生长快、经济价值高的用材树种。栽培区北起秦岭南坡、河南桐柏山、安徽大别山、江苏句容、宜兴,南至广东信宜、广西玉林、龙津、云南广南、麻栗坡、屏边、昆明、会泽、大理,东自江苏南部、浙江、福建北部、西部山区,西至四川大渡河流域(泸定磨西面以东地区)及西南部安宁河流域。垂直分布的上限常随地形和气候条件的不同而有差异。在东部大别山区海拔700米以下,福建戴云山区1000米以下,在四川峨眉山海拔1800米以下,云南大理海拔2500米以下。越南也有分布。[1]

目前杉木分子研究所用的标记仍以RAPD ( 尤勇等,1998) 、ISSR ( 齐明,2008 ) 和AFLP ( Chung et al.2004) 等显性标记为主。近年来,杉木微卫星标记开发有所报道( 张圣等,2013; 徐阳等,2014) ,其原始序列来源于公共数据库中有限的EST 或基因组数据,因而开发得到的SSR位点多态性均不理想。为解决杉木SSR标记数量不足、多态性位点质差等问题,需要批量挖掘SSR位点。目前SSR标记在杉木中的应用多数处在开发新的SSR位点以及引物设计这一方面[2]。为了进一步扩大杉木SSR位点的数量,发掘更多的SSR位点,需要对EST-SSR进行分析总结,规划出一个高效可行的试验方法,设计出多态性丰富的引物,这就是本课题选题的意义。

参考文献

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2. 国内外研究现状分析

(一)杉木种子资源的收集、保存和评价

1、种质资源的收集

杉木优良的种质资源是培育良种的来源,我国从20世纪50年代开始杉木种质资源的研究工作,成果显著。俞新妥教授最早于1957年开始杉木的种源实验(1975福建林学院林业科技资料),与此同时由南京林业大学主持的全国杉木子代测定课题组从20世纪60年代开始进行杉木子代测定、杂交实验、种子园建设、多世代改良等(2004郑仁华、施季森)、在杉木地理种源试验方面,1976年以来先后进行了两次全分布区试验和一次中间试验。1986年初杉木地理种源变异及种源区划分研究通过成果鉴定。20世纪70年代和80年代初建立的初级种子园,已经逐步向改良种子园发展。陈岳武教授之后由施季森教授主持制定了杉木多世代遗传改良方案。在第1代改良的基础上进行了第2代改良,于1985年在沙县官庄国有林场建成我国第一个杉木第二代生产种子园(2004郑仁华、施季森)。我国杉木的第2代改良已初见成效,目前已经进入第3代育种阶段。2000年福建洋口国有林场营建了杉木第3代育种群体收集区,收集无性系291个,有关无性系的生长、材性、适应性、结实性等性状的评价已经基本完成。

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3. 研究的基本内容与计划

1、本课题的研究方法及规划

目前植物SSR引物开发方法有多种,有基于生物信息学手段开发SSR引物,基于实验手段开发SSR引物和磁珠富集法开发SSR引物等[9],为了节省时间,本课题选择基于生物信息学手段开发SSR引物。具体规划如下:

实验分为两个方面

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4. 研究创新点

1、SSR标记的原理

简单序列重复(Simple Sequence Repeats,SSR)标记是基于SSR中核苷酸单位串联重复数目的不同而开发的一种分子标记技术,具有多态性丰富、呈共显性遗传、易于用PCR检测,且在基因组上分布均匀等特点[1].SSR 通常可以分为基因组SSR (genomic SSR)和EST-SSR(genic SSR)两大类。Genomic SSR 是基于基因组序列开发的,开发起来费时费力,而且因为探针的缘故,种类比较局限(Chen et al., 2006);EST-SSR是指存在于表达的基因序列内的SSR,不包括存在于内含子及非表达的调控区等之中的SSR,通常三个碱基重复的占多数,与不引起基因翻译过程中移码现象的发生相一致(Tang et al., 2006),EST-SSR 有更强的种属转移性(Lindqvist et al., 2006)。不过一般EST-SSR 的重复序列要短于基因组中的SSR,而且从EST 中筛选的微卫星要比从基因组中筛选的微卫星多态性低。Eujayl 等(2001)发现小麦基因组微卫星多态性53%远高于其EST 微卫星多态性25%。作为一种特异引物标记,SSR 标记必须在物种DNA 序列已知的情况下才能设计引物进行PCR 扩增,因此开发种属特异的SSR 引物是首要的关键问题。SSR 引物的开发即SSR 位点的发掘,根据特定物种研究背景情况可以分成两大方面:一方面是通过序列数据库发掘SSR 位点,然后设计SSR 位点两侧的特异引物;另一方面是先通过实验的手段得到SSR 位点,再设计相应的引物。[2]

2、SSR标记在杉木研究中应用的实例

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