【摘 要】
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甘薯属（Ipomoea）是旋花科（Convolvulaceae）中最大一个属,有800-900个种,具有二倍体、四倍体和六倍体等不同倍性水平。栽培甘薯（Ipomoea batatas（L.）Lam.）是世界上重要的粮食、饲料及工业、食品原料作物,甘薯近缘野生种多数为二倍体,是甘薯优异基因及遗传多样性的重要来源。由于甘薯基因组学、遗传学等研究基础相对薄弱,在一定程度上制约了甘薯品种创新甚至产业的发展
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甘薯属（Ipomoea）是旋花科（Convolvulaceae）中最大一个属,有800-900个种,具有二倍体、四倍体和六倍体等不同倍性水平。栽培甘薯（Ipomoea batatas（L.）Lam.）是世界上重要的粮食、饲料及工业、食品原料作物,甘薯近缘野生种多数为二倍体,是甘薯优异基因及遗传多样性的重要来源。由于甘薯基因组学、遗传学等研究基础相对薄弱,在一定程度上制约了甘薯品种创新甚至产业的发展。为促进甘薯属植物基因组学、遗传育种等工作的顺利开展,本文以甘薯及其近缘野生种等20个不同品种为材料,利用流式细胞术、染色体计数法,对其基因组大小、倍性进行测定,并结合高通量测序技术,对8个野生种的基因组特征信息进行评估。研究结果如下:1.利用流式细胞术测定甘薯及其近缘野生种基因组大小。本文所研究的20个甘薯属植物,分为10个栽培种和10个野生种。10份甘薯野生种材料的基因组大小范围在500 Mb-1500 Mb之间,10份甘薯栽培种材料的基因组大小范围在1300 Mb-1500Mb之间。其中,二倍体I.leucantha、I.purpurea和I.littoralis基因组大小分别为730.93±9.19 Mb、741.18±11.94 Mb、708.11±14.80 Mb,其基因组大小均极显著高于其余5个二倍体野生种;四倍体I.tabascana基因组大小为984.64±4.69 Mb,六倍体I.trifida基因组大小为1477.98±8.57 Mb;由此认为甘薯属植物基因组大小与倍性呈正相关,且倍性相同的不同物种间基因组变化较大,但种内差异不显著。2.利用染色体计数法鉴定甘薯及其近缘野生种倍性。甘薯属植物染色体基数x=15,I.lacunosa、I.tilliacea、I.tenussima、I.trifida2x、I.cordatotriloba、I.leucantha、I.purpurea、I.littoralis染色体数目30条,为二倍体;I.tabascana染色体数目60条,为四倍体;I.trifida6x染色体数目90条,为六倍体。染色体计数与流式细胞术的倍性鉴定结果一致。3.基于高通量测序,预估甘薯近缘野生种基因组大小及基因组特征。I.lacunosa、I.tilliacea、I.tenussima、I.cordatotriloba、I.leucantha基因组大小范围在477 Mb-576 Mb之间,杂合率在0.24%-0.40%之间,重复序列比例为55.22%-60.82%,为简单基因组。I.purpurea、I.tabascana、I.trifida6x基因组大小范围在888 Mb-1505 Mb之间,杂合率在1.54%-2.21%之间,重复序列比例为57.74%-81.07%,为复杂基因组。综上所述,本文通过流式细胞术、染色体计数法以及高通量测序对甘薯及其近缘野生种进行了倍性鉴定、基因组大小以及基因组特征值预估。为甘薯属植物倍性准确鉴定、全基因组测序策略的选择打下了基础,并为甘薯近缘野生种利用提供参考。
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