七筋菇植物遗传多样性与分子系统地理学研究

七筋菇植物遗传多样性与分子系统地理学研究

论文摘要

七筋菇(Clintonia udensis Trautv.et Mey.)属百合科黄精族七筋菇属(Clintonia Raf.)多年生草本植物,具有二倍体(2n=14)和四倍体(4n=28)两种细胞型,且四倍体为同源四倍体。二倍体的分布从中国西南的云南一直延伸到俄罗斯的滨海边区,四倍体除分布在中国云南及其以西的喜马拉雅地区,日本和萨哈林岛以外,在陕西南部化龙山北坡中山一带较窄的范围内也有发现。由于七筋菇植物不同细胞型共存,两种细胞型的分布区相邻或重叠,为我们探讨七筋菇种群的遗传结构和遗传分化,多倍体的起源、扩散和演化,及其迁移路线提供了理想的天然研究场所。 本文试图通过遗传多样性和分子系统地理学两个层次的研究,来认识七筋菇的进化历史,揭示七筋菇多倍体的起源方式,对进一步探讨七筋菇种群遗传变异的空间分布格局、历史原因及扩散提供有力的证据,为更合理阐释我国地质历史变迁及更新世以来植物的迁居变化提供有价值的参考。 本文采用ISSR分子标记,用15条引物对七筋菇17个种群的遗传多样性进行了研究。结果表明:七筋菇不同种群的多态位点百分率P为11.90%-59.52%,总的多态位点百分率P为98.8%,具有高的遗传多样性。Shannon多样性指数(0.6903)和基因分化系数(GST=0.6944)均揭示出七筋菇种群间存在明显的遗传差异,AMOVA分析结果也显示遗传变异主要发生在种群之间(81.47%),而不是种群内部(18.53%)。七筋菇种群间的遗传距离从0.0526-0.2777,平均为0.1220,大于同一物种种群间的平均遗传距离值(0.05),同样表明七筋菇种群间的遗传多样性存在较大差异。七筋菇种群间的基因流为Nm=0.2200,远远低于一般广布种植物的基因流为(Nm=1.881)。Mantel检测显示种群间的遗传距离

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一部分 前言
  • 1 七筋菇属(Clintonia Raf.)的背景资料
  • 2 七筋菇(Clintonia undensis)植物及其研究现状
  • 3 本研究中所用的分子标记
  • 3.1 ISSR分子遗传标记
  • 3.2 DNA序列分析
  • 3.2.1 DNA序列分析
  • 3.2.2 DNA序列分析参数及模型
  • 4 本研究的立题依据和主要内容
  • 4.1 立题依据
  • 4.2 研究内容
  • 第二部分 七筋菇种群的遗传多样性研究
  • 1 植物材料与方法
  • 1.1 植物材料
  • 1.2 实验方法
  • 1.2.1 染色体数目的计数
  • 1.2.2 DNA的提取与纯化
  • 1.2.3 引物的筛选
  • 1.2.4 PCR扩增反应的优化及退火温度的确定
  • 1.2.5 PCR扩增及产物检测
  • 1.2.6 数据处理
  • 2 实验结果与分析
  • 2.1 DNA的提取
  • 2.2 适于ISSR-PCR扩增的模板浓度
  • 2.3 退火温度的确定
  • 2.4 各引物适宜组合的确定
  • 2.5 细胞型的确定
  • 2.6 七筋菇种群的ISSR遗传多样性
  • 2.7 七筋菇种群的遗传结构
  • 2.7.1 七筋菇种群的遗传变异
  • 2.7.2 种群的基因流格局
  • 2.7.3 遗传距离与地理距离之间的相关分析
  • 3 讨论
  • 3.1 植物总基因组DNA的提取
  • 3.2 ISSR-PCR反应体系的优化
  • 3.3 七筋菇种群的遗传多样性
  • 3.4 七筋菇种群的遗传结构
  • 3.5 不同倍性种群的遗传多样性
  • 3.6 七筋菇的起源中心以及多样性中心
  • 第三部分 七筋菇的分子系统地理学研究
  • 1 植物材料与方法
  • 1.1 植物材料
  • 1.2 方法
  • 1.2.1 DNA的提取与纯化
  • 1.2.2 引物筛选
  • 1.2.3 PCR扩增
  • 1.2.4 克隆
  • 2 数据处理与分析
  • 2.1 序列编辑及序列比对
  • 2.1.1 序列编辑与拼接
  • 2.1.2 序列比对
  • 2.2 序列组成分析
  • 2.3 cpDNA单倍型的确定及多样性指数的计算
  • 2.4 分子系统树的构建
  • 2.5 种群进化历史
  • 3 实验结果与分析
  • 3.1 七筋菇atpB-rbcL非编码区序列的扩增与测序
  • 3.2 七筋菇atpB-rbcL非编码区序列变异
  • 3.2.1 碱基组成
  • 3.2.2 序列的核苷酸变异
  • 3.2.3 cpDNA单倍型分析
  • 3.2.4 cpDNA单倍型间的核苷酸分歧度
  • 3.3 系统进化树
  • 3.3.1 NJ和MP系统进化树
  • 3.3.2 NETWORK网络进化图
  • 3.4 七筋菇cpDNA单倍型统计参数
  • 3.4.1 cpDNA单倍型的多样性指数
  • 3.4.2 AMOVA分析
  • 3.4.3 种群动态分析
  • 4 讨论
  • 4.1 有关atpB-rbcL基因间隔区
  • 4.2 关于系统进化树
  • 4.3 七筋菇cpDNA遗传多样性
  • 4.4 七筋菇基于cpDNA数据的系统地理结构
  • 4.5 多倍体起源
  • 第四部分 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读博士学位期间发表论文
  • 相关论文文献

    • [1].七筋菇种群的克隆多样性及其与生境因子的相关性分析[J]. 中国科学(C辑:生命科学) 2008(06)
    • [2].川西北草地野生中药材植物资源名录[J]. 草业与畜牧 2014(05)

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