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濒危植物沉水樟及其近缘种的遗传多样性分析

作　者: 苗作云
导　师: 马祥庆；张木清
学　校: 福建农林大学
专　业: 森林培育
关键词: 沉水樟濒危近缘种 ISSR分子标记遗传多样性
分类号: Q943
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

樟科（Lauraceae）是一个较大的木本植物类群，樟科植物起源古老、分布广泛、生态及经济价值显著，在被子植物分类系统中占有举足轻重的地位。但由于目前对该类群植物的系统演化关系认识十分匮乏，再加上长期以来对樟科植物无节制的开发利用，导致樟科植物中的很多种处在濒危境地，被列为我国濒危保护植物。目前国内外有关对樟科这些濒危植物的濒危机制及遗传多样性的研究很少，严重影响了对这些濒危植物的保护。因此开展樟科植物的系统分类及其遗传多样性研究具有重要的理论意义和应用价值。沉水樟[Cinnamomum micranthum（Hayata）Hayata]是我国樟科樟属的重要经济树种，其精油是较好的提炼芳香油的材料；木材是造纸的好材料；其树形优美，也是很好的园林和行道树种。且沉水樟为我国台湾和大陆的间断分布种。由于长期以来对沉水樟的破坏，导致沉水樟天然林资源锐减，处在濒危境地，目前仅在福建省建瓯市万木林自然保护区内有大面积的分布，已被列为我国的濒危保护植物。针对目前国内外对樟科植物系统分类的研究现状，本研究采用ISSR分子标记技术对樟科沉水樟天然居群和迁地保护居群的遗传多样性进行研究，从分子水平上分析沉水樟种群的生态遗传及其遗传变异规律；同时利用ISSR分子标记技术比较沉水樟及其近缘种香樟、阴香、闽楠、桂北木姜子、新木姜子、香叶树、鳄梨在分子水平上的亲缘关系，揭示这些树种在樟科植物系统进化中的作用与地位，探讨沉水樟及其近缘种的遗传多样性及其分化格局，为樟科植物的系统分类提供分子水平的依据。主要研究结果如下：（1）建立了适合樟科植物材料的DNA提取方法。樟科植物材料中含有大量的多糖和酚类物质，且不同植物内含物存在一定差异，给樟科植物的DNA提取增加了难度。本研究通过大量试验摸索研究出了去除上述物质的方法，从而建立了适合沉水樟及其近缘种香樟、闽楠、桂北木姜子、新木姜子、香叶树、鳄梨的CTAB法；而阴香叶片中所含脂类、多糖类物质多，导致提取物粘稠，在提取过程中先进行预处理后采用SDS法的DNA提取方法。所提的DNA可以满足ISSR-PCR反应的要求。（2）经过反复对比试验，建立了适合沉水樟的ISSR-PCR分析反应体系和扩增程序。反应体系：20μL反应体系中加入模板75ng，引物0.4μmol／L，dNTP200μmol／L，Taq酶1.25U，Mg²⁺1.5mM；扩增程序：94℃，7min→（94℃，30s→53～58℃，45s→72℃，90s）₄₅→72℃，

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
1 前言  10-11
2 国内外植物遗传多样性保护研究进展  11-27
  2.1 遗传多样性及遗传标记技术研究  11-20
    2.1.1 遗传多样性的概念及研究意义  11-13
    2.1.2 遗传多样性的研究方法及其发展  13-15
    2.1.3 主要分子标记技术及其应用进展  15-20
  2.2 濒危植物的遗传多样性保护研究  20-23
    2.2.1 保护遗传学概述  20-21
    2.2.2 分子标记在濒危植物保护中的应用  21-22
    2.2.3 濒危植物遗传多样性保护  22-23
  2.3 樟科植物的利用价值及研究进展  23-27
    2.3.1 樟科植物的研究概况  23-24
    2.3.2 沉水樟及其近缘种的分布特征及利用价值  24-27
3 研究地区概况  27-28
4 材料与方法  28-35
  4.1 研究材料  28-31
    4.1.1 植物材料  28
    4.1.2 试剂和药品  28-30
    4.1.3 引物  30
    4.1.4 仪器设备  30-31
  4.2 研究方法  31-35
    4.2.1 基因组总DNA的提取、纯化及浓度测定  31-33
    4.2.2 ISSR分子标记方法  33-34
    4.2.3 分析方法和软件  34-35
5 结果与分析  35-54
  5.1 沉水樟及其近缘种核基因组DNA的测定  35-36
    5.1.1 分光光度法测定基因组DNA  35
    5.1.2 溴化乙锭(EB)琼脂糖凝胶电泳法测定基因组DNA  35-36
  5.2 沉水樟及其近缘种ISSR反应体系的建立  36-41
    5.2.1 模板对ISSR-PCR扩增的影响  36-38
    5.2.2 引物浓度对ISSR-PCR的影响  38
    5.2.3 dNTP浓度对ISSR-PCR的影响  38
    5.2.4 Mg~(2+)浓度对ISSR-PCR的影响  38-39
    5.2.5 TaqDNA聚合酶用量对ISSR-PCR的影响  39-40
    5.2.6 退火温度对ISSR-PCR的影响  40
    5.2.7 延伸时间对ISSR-PCR的影响  40-41
    5.2.8 循环次数对ISSR-PCR的影响  41
  5.3 沉水樟及其近缘种ISSR多态性引物的筛选  41-42
    5.3.1 沉水樟居群多态性引物的筛选  41-42
    5.3.2 沉水樟近缘种的多态性引物的筛选  42
  5.4 沉水樟及其近缘种ISSR遗传多样性分析  42-54
    5.4.1 沉水樟天然居群和迁地保护居群的遗传多样性分析  42-47
    5.4.2 沉水樟及其近缘种属内和属间的亲缘关系分析  47-54
6 讨论  54-58
  6.1 基因组DNA的提取  54-55
  6.2 ISSR分析的稳定性和条件优化  55-56
  6.3 沉水樟资源的遗传多样性  56-57
  6.4 沉水樟迁地保护的遗传风险分析  57
  6.5 沉水樟近缘种之间的亲缘关系  57-58
7 结论  58-59
8 建议  59-61
参考文献  61-67
致谢  67

濒危植物沉水樟及其近缘种的遗传多样性分析

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