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蓝靛果忍冬（Lonicera L.subsect.Caeruleae）生物学特性及种质资源的RAPD研究

作　者: 霍俊伟
导　师: 李景富
学　校: 东北农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 蓝靛果忍冬 种质资源 生物学特性 RAPD
分类号: S663.9
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


蓝靛果忍冬(Lonicera Caerulea L．)原是一种野生浆果类植物，主要分布在俄罗斯、中国、日本和北美。由于其果实具有很高的营养保健价值，因此受到了一些国家的高度重视。俄罗斯、日本等国已经培育了许多优良品种并进行人工栽培。 我国虽有着丰富的野生资源，但在育种和种质资源方面的研究几近空白。国外对蓝靛果忍冬种质资源的研究时间也较短，尚不深入，许多问题尚待解决。针对这些问题，我们收集了国内外的种质资源，从形态学、孢粉学、细胞学、生长发育习性和果实经济生物学性状等方面对东北地区野生蓝靛果忍冬的生物学特性进行了系统研究；对蓝靛果忍冬DNA的提取方法和RAPD的反应体系进行了详细探讨，并首次运用RAPD技术分别对东北地区野生资源和蓝果亚组种间的遗传多样性和亲缘关系、分类等问题进行了研究和分析。目的在于通过此项研究，对国内外的蓝靛果忍冬种质资源进行深入评价，以期为更好地开发利用这些资源做一些基础理论研究，为将来的育种工作提供科学依据。 本文主要研究结论如下： 1 东北地区野生蓝靛果忍冬生物学特性 1．1 形态学研究 东北地区野生蓝靛果忍冬外部形态特征在种群内和种群间的变异较大。漠河种群的形态特征和汪清、亚布力、鱼池、勃利、五营种群存在显著差异，其它5个种群间形态总体差异都不显著。 1．2 孢粉学研究 6个种群花粉形状都为近球形。大小为(28.51-40.93)34.16×28.84(23.78-32.52)μm，极轴和赤道轴的比值为1.16～1.20，外壁都具有刺状突起。各种群间花粉大小差异均不显著，外壁纹饰几乎一致。这在一定程度上说明东北各种群的蓝靛果忍冬亲缘关系较近。 1．3 细胞学研究 供试材料染色体基数为X=9，倍性全部为二倍体，数目为18条。全部由中部或近中部着丝点染色体组成。漠河种群的核型公式为2n=2x=18=16M+2SM，其它5个种群为2n=2x=18=12M+6SM。所有种群的核型类型为2C，属于较进化类型。 1．4 生长发育习性 蓝靛果忍冬种子表现出比较明显的光促进萌发特性，20℃～25℃是最适萌发温度，无需沙藏处理即可萌发。在哈尔滨地区新梢速长期为5月上中旬，果实生长曲线为“S”型。整个物候期为156～163天。 2 DNA提取方法及RAPD实验条件 利用改良的SDS法提取可以得到较高质量的DNA。RAPD最佳反应条件为：94℃变性4min；94℃变性1min，36℃退火40s，72℃延伸1min，40个循环；72℃延伸8min。3东北野生蓝靛果忍冬种群遗传多样性和亲缘关系 利用27个引物，对来自东北地区的6个野生蓝靛果忍冬种群的60个个体进行了RAPD分析，共检测出186个位点，有121个多态位点，占总位点的65.05%。平均每个种群多态位点百分比为38.89%。在总的遗传变异中，大部分变异存在于野生种群之内。 总体看各种群的亲缘关系较近。在一定的遗传相似度基础上，6个种群聚为3类，勃利、汪清、亚布力、鱼池种群为第一类，五营种群为第二类，漠河种群为第二类。漠河种群与其它种群亲缘关系最远。4蓝果亚组种间遗传多样性及其亲缘关系 用27个随机引物，对蓝果亚组8个种的28份材料进行了RAPD分析。共检测出283个位点，平均每个引物检测出10.48个位点，其中存在多态位点为217个，多态位点比率为7668%。说明蓝果亚组种间遗传多样性比较丰富。 RAPD研究结果可以将蓝果亚组进行两个等级的划分。第一等级划分刚好将8个种分成二倍体和四倍体两个类群，突出了蓝靛果忍冬二倍体和四倍体两大类群间的遗传差异。第二等级划分可将8个种的28份材料划分为6个类群，结果表明乙p口湘‘iii和L.altaica之间及L.edulis和L.regeliana之间的亲缘关系很近。5东北地区野生蓝靛果忍冬资源分类地位 在前人研究结果基础上，综合本文的形态学、细胞学和RAPD研究结果，认为东北地区至少存在食用忍冬和列格拉忍冬两个种类。按俄罗斯的分类系统，位于大兴安岭地区的漠河种群为食用忍冬L.。dulis，位于长白山、张广才岭和小兴安岭的其它5个种群为列格拉忍冬L.regeliana(L.石ocz加rnikowii Plekh.)。 本研究的创新点和意义在于: ①系统地对我国东北地区野生资源的生物学特性、遗传多样性和分类问题进行了深入探讨，填补了细胞学研究等方面的空白，并首次确认和提出在东北境内存在L.boc之karnikowil’ Plekh.(L了日g召liana)，对国内混乱的学名问题提出修改和规范建议。从而为我国今后深入开展蓝靛果忍冬的育种、栽培等研究工作提供了科学的理论和实践依据。 ②首次从DNA分子水平估算了蓝果亚组(:ubsecl.Caeruleae)8个种的遗传多样性和亲缘关系，为该亚组种质资源的利用和分类提供了科学依据。 ③确定了DNA的提取方法和RAPD反应体系，为下一步开展相关的分子生物学研究工作做了必要的准备工作。 ④在国内首次建立了蓝靛果忍冬种质资源圃，为将来的育种工作提供了非常宝贵的材料。

全文目录


摘要  9-11
Abstract  11-14
1 引言  14-40
  1.1 立题依据  14
  1.2 蓝靛果忍冬的开发利用现状与进展  14-25
    1.2.1 各国开发利用的历史回顾  14-17
    1.2.2 特殊农艺性状及经济价值的研究现状  17-21
    1.2.3 栽培技术的研究进展  21-25
  1.3 蓝靛果忍冬种质资源的研究现状与进展  25-33
    1.3.1 生物学特性  25-27
    1.3.2 收集与保存  27-28
    1.3.3 起源、分布与演化  28-29
    1.3.4 评价与利用  29-30
    1.3.5 遗传与育种  30-31
    1.3.6 亲缘关系与分类  31-33
  1.4 RAPD技术在果树种质资源研究上的应用及进展  33-38
    1.4.1 品种鉴定和分类  34
    1.4.2 系谱分析  34-35
    1.4.3 体细胞杂种、突变体、嵌合体、珠心苗与合子苗鉴定  35
    1.4.4 遗传图谱构建  35-36
    1.4.5 基因定位  36-37
    1.4.6 育种材料早期选择  37
    1.4.7 遗传多样性  37-38
    1.4.8 问题与展望  38
  1.5 课题来源及主要研究内容  38
  1.6 本研究的目的和意义  38-40
    1.6.1 研究目的  38-39
    1.6.2 研究意义  39-40
2 实验材料和方法  40-51
  2.1 东北地区野生蓝靛果忍冬生物学特性的研究  40-45
    2.1.1 形态学研究  40-42
    2.1.2 孢粉学研究  42
    2.1.3 细胞学研究  42-43
    2.1.4 生长发育习性研究  43-44
    2.1.5 部分果实经济生物学性状的研究  44-45
  2.2 DNA提取方法及RAPD反应体系的确定  45-48
    2.2.1 DNA的提取  45-47
    2.2.2 RAPD反应体系的确定  47-48
  2.3 东北野生蓝靛果忍冬种群遗传多样性的RAPD研究  48-49
    2.3.1 材料  48
    2.3.2 方法  48-49
  2.4 蓝果亚组种间遗传多样性及其亲缘关系的RAPD研究  49
    2.4.1 材料  49
    2.4.2 方法  49
  2.5 东北地区野生蓝靛果忍冬资源分类地位的RAPD研究  49
    2.5.1 材料  49
    2.5.2 方法  49
  2.6 本研究的主要仪器和药品  49-51
    2.6.1 主要仪器  49-50
    2.6.2 主要药品  50-51
3 结果与分析  51-78
  3.1 东北地区野生蓝靛果忍冬生物学特性的研究  51-67
    3.1.1 形态学研究  51-58
    3.1.2 孢粉学研究  58-59
    3.1.3 细胞学研究  59-61
    3.1.4 生长发育习性研究  61-65
    3.1.5 部分果实经济生物学性状的研究  65-67
  3.2 DNA提取方法及RAPD实验条件的确定  67-71
    3.2.1 DNA提取方法的确定  67-68
    3.2.2 RAPD实验条件的确定  68-71
  3.3 东北野生蓝靛果忍冬种群遗传多样性的RAPD研究  71-75
    3.3.1 多态位点比率  72
    3.3.2 不同野生种群蓝靛果忍冬的遗传多样性  72-73
    3.3.3 野生蓝靛果忍冬种群的遗传相似性系数和聚类分析  73-75
  3.4 蓝果亚组种间遗传多样性及其亲缘关系的RAPD研究  75-77
    3.4.1 遗传多态性  75
    3.4.2 遗传相似性  75-76
    3.4.3 亲缘关系聚类分析  76-77
  3.5 东北地区野生蓝靛果忍冬资源分类地位的RAPD研究  77-78
4 讨论  78-90
  4.1 蓝靛果忍冬生物学特性为栽培育种工作带来的几点启示  78-79
  4.2 RAPD标记作为研究蓝靛果忍冬种质资源问题的可行性  79-80
  4.3 东北地区野生蓝靛果忍冬的遗传多样性与亲缘关系  80-81
    4.3.1 遗传多样性  80
    4.3.2 亲缘关系  80-81
  4.4 关于东北地区野生蓝靛果忍冬的种类和学名问题  81-85
    4.4.1 种类问题  81-84
    4.4.2 学名问题  84-85
  4.5 蓝果亚组的遗传多样性和亲缘关系  85-87
    4.5.1 遗传多样性  85-86
    4.5.2 亲缘关系  86-87
  4.6 蓝果亚组种质资源的分类、起源、分布与演化  87-90
    4.6.1 关于蓝果亚组种质资源的分类问题  87-88
    4.6.2 关于蓝果亚组种质资源起源、分布与演化问题的探讨  88-90
5 结论  90-92
  5.1 东北地区野生蓝靛果忍冬生物学特性  90
    5.1.1 植物学特性  90
    5.1.2 生长发育习性  90
    5.1.3 利用可能性  90
  5.2 DNA提取方法及RAPD实验条件  90-91
  5.3 东北野生蓝靛果忍冬种群遗传多样性和亲缘关系  91
  5.4 蓝果亚组种间遗传多样性及其亲缘关系  91
  5.5 东北地区野生蓝靛果忍冬资源分类地位  91-92
参考文献  92-105
附录  105-119
  缩写符号  105-106
  附表  106-110
  图版说明  110-112
  图版  112-119
攻读博士学位期间所发表的学术论文  119-120
致谢  120

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中图分类: > 农业科学 > 园艺 > 果树园艺 > 浆果类 > 其他
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