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青岛沿海绿潮藻类鉴定技术研究

作 者: 王健
导 师: 茅云翔
学 校: 中国海洋大学
专 业: 遗传学
关键词: 绿潮 核糖体RNA内部转录间隔区序列 5S核糖体RNA串联重复序列 核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 DNA条形码
分类号: Q949
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


绿潮是近几十年来在国内外频繁发生的大型海洋绿藻暴发性生长、并从原有的固着生长转变为飘浮生长的有害生态异常现象,主要发生在河口、内湾、渴湖和城市密集的海岸,其暴发的规模和种类因地而异。形成绿潮的海藻主要是石莼科(Ulvaceae)绿藻,以石莼属(Ulva)海藻为主。2008年,黄海中南部暴发的漂浮浒苔绿潮引起了国家对海洋绿潮灾害的关注;2009年,青岛沿海地区又发生了多次石莼属漂浮绿藻大量堆积的情况,对海洋生态坏境造成了负面的影响。为了寻找绿潮发生的原因,并进一步达到预防、治理绿潮的目的,首先需要做的是对引发绿潮的物种进行准确的鉴定。本研究的工作主要是对青岛沿海地区漂浮生长的绿藻进行种类鉴定,并确定它们的来源,为后续的分析和治理提供最根本的依据。本研究运用了地高辛标记分子探针技术,建立了黄海绿潮浒苔(Ulva prolifera)的快速鉴定技术,该技术通过DNA提取、扩增待测样本特定序列、双探针杂交最终达到快速准确地鉴定浒苔的目的,整个鉴定工作可在24h-36h内完成。本研究通过扩增并分析18S-28S ITS序列(internal transcribed spacer、5S核糖体RNA串联重复序列(5S rDNA spacer),成功鉴定了2009年5月至7月青岛内湾形成漂浮绿藻藻华的主要物种为长石莼(Ulva linza),并估算了生物量。与正常固着生长的长石莼比较发现,漂浮长石莼的形态发生了显著的变化。通过扩增并分析rbcL (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase large subunit)序列,发现自2009年7月开始青岛内湾漂浮生长的绿藻主要为孔石莼(Ulva pertusa)和硬石莼(Ulva rigida),以孔石莼占大多数。同时通过现场调查、以及对三种绿藻形态上特点的分析认为,三种绿藻都不具备随水流远程运输的形态条件。所以,2009年青岛海区大量漂浮生长的长石莼、孔石莼和硬石莼均为青岛本地生长的物种,而不是从外海漂来的。显微结构观察的结果表明,漂浮生长的绿藻有细胞壁加厚的生长特征,推测这与其为了适应变化的生存环境而发生的变化。针对目前研究和应用较多的一种规范化物种分类技术——DNA条形码技术(DNA barcoding),本研究对ITS序列作为石莼科藻类DNA条形码的潜在可能做了分析,发现ITS序列在一些物种的种内遗传距离大于它们在物种间的种间遗传距离,所以ITS序列还尚未达到作为DNA条形码序列的要求,但从所建立的系统发生树可以看出,ITS序列可以为石莼科物种分类提供很好的参考依据。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
前言  11-22
  1.1 绿潮概况  11
  1.2 绿潮给环境和社会带来的影响  11-14
  1.3 绿潮暴发的原因  14-18
    1.3.1 水体富营养化是绿潮暴发的主要外因  14-15
    1.3.2 绿潮藻类自身生物学特性是其大量繁殖的内因  15-18
  1.4 绿潮藻类分类学研究现状  18-21
    1.4.1 形态学分类的局限性  18-19
    1.4.2 绿潮藻类分子分类学的发展  19-21
  1.5 本研究的目的和意义  21-22
第一章 利用分子探针技术快速鉴定黄海绿潮物种——浒苔  22-38
  2.1 研究背景  22-23
  2.2 材料和方法  23-34
    2.2.1 样品信息  23-24
    2.2.2 方法与步骤  24-34
  2.3 结果与分析  34-36
    2.3.1 ITS探针杂交结果  34-35
    2.3.2 5SS探针杂交结果  35
    2.3.3 浒苔检测方法的建立  35-36
  2.4 讨论  36-38
第二章 青岛沿海漂浮长石莼分子系统学鉴定  38-50
  3.1 研究背景  38
  3.2 材料和方法  38-41
    3.2.1 现场调查、生物量的测定和样本采集  38-40
    3.2.2 形态学观察  40
    3.2.3 DNA提取  40
    3.2.4 ITS和5SS序列的扩增  40
    3.2.5 连接、转化及序列测定分析  40-41
  3.3 结果与分析  41-49
    3.3.1 现场调查和生物量的测定  41-42
    3.3.2 形态学观察  42-45
    3.3.4 分子鉴定结果  45-49
  3.4 讨论  49-50
第三章 青岛沿海漂浮孔石莼和硬石莼分子系统学研究  50-61
  4.1 研究背景  50
  4.2 材料与方法  50-52
    4.2.1 现场调查、生物量的测定和样本采集  50-51
    4.2.2 形态学观察  51
    4.2.3 DNA提取  51
    4.2.4 rbcL序列的扩增与序列分析  51-52
  4.3 结果与分析  52-58
    4.3.1 现场调查和生物定量  52-53
    4.3.2 形态学观察  53-55
    4.3.3 分子鉴定学结果  55-58
  4.4 讨论  58-61
第四章 ITS序列作为条形码的探讨  61-66
  5.1 研究背景  61-62
  5.2 材料和方法  62-63
  5.3 结果与讨论  63-66
结语  66-68
参考文献  68-76
致谢  76-77
个人简历  77
发表的学术论文  77

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物分类学(系统植物学)
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