油桐的再生体系建立及其fad2基因克隆与多态性分析

论文摘要

油桐是原产于我国的多年生大戟科木本油料植物,种子榨出的桐油不仅是一种重要的工业原料,更是一种潜在的生物柴油原料。本试验主要开展了两个方面的研究：一方面是以叶片为外植体,通过直接器官发生途径,建立油桐的高频再生体系；这对于加快优良基因型的推广、促进生物柴油原料林建设,缓解我国能源危机具有重大战略意义。另一方面是了解来自油桐分布产区的38个基因型中fad2基因的变异情况；这对于油桐进行脂肪酸组成的全方位改良和培育含特种脂肪酸的油桐品种,提升桐油品质及经济价值具有重要科学与现实意义。研究结果如下：在油桐组织培养方面：（1）BA和IBA组合对油桐叶片不定芽的诱导有非常显著的作用,在培养基MS+BA（13.30μM）+IBA（2.46μM）下,不定芽诱导率高达93.1%,且诱导出的不定芽是丛生的。（2）油桐叶片诱导出的不定芽在增殖过程中的最佳培养基配方为MS+BA（8.88μM）+NAA（1.35μM）+GA3（1.44μM）,在该培养基中,不定芽的增殖倍数平均为3.67。（3）基因型是影响油桐组织培养成功的关键因素。油桐的基因型可分为两类：一类基因型是几乎没有再生能力的,另一类是再生能力高达90%以上。通过AFLP分析,推测基因型之间再生能力的差异是由遗传背景造成的。在fad2基因多态性分析方面：在长1152bp的fad2基因编码区序列共有两个位点发生了变异,变异频率约为1/576 bp。虽然变异频率比较低,但两个SNP均导致了氨基酸残基的变化。气象色谱质谱仪测定桐油组分发现,相对于未变异基因型,变异基因型中桐酸和不饱和脂肪酸的含量都有明显的增加。进一步分析本研究中变异基因型的来源地及其气候条件,发现大多数油桐fad2基因的变异材料生长在低温环境中,因此推测,fad2基因变异导致的不饱和脂肪酸含量的增加是为了在低温下提高膜的流动性,从而适应低温环境。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略词表（Abbreviation）
• 第一章 绪论
• 1 课题的提出
• 2 油桐概述
• 2.1 油桐的经济价值及应用前景
• 2.2 油桐研究现状
• 3 本研究的目的与内容
• 第二章 油桐的再生体系建立
• 1 前言
• 1.1 油桐等木本能源植物组织培养技术研究进展
• 1.2 木本植物组织培养影响因素
• 1.3 木本植物组织培养存在的问题
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 技术路线
• 2.3 试验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 外植体的灭菌
• 3.2 植物生长调节剂对油桐叶片不定芽直接再生的影响
• 3.3 植物生长调节剂对不定芽增殖的影响
• 3.4 采样季节对油桐叶片直接再生的影响
• 3.5 基因型对油桐叶片直接再生的影响
• 3.6 AFLP分析
• 4 讨论与结论
• 4.1 植物生长调节剂对油桐直接再生的影响
• 4.2 植物生长调节剂对不定芽增殖的影响
• 4.3 AFLP分析基因型之间再生能力的差异
• 4.4 油桐组织培养过程中遗传稳定性的评估
• 第三章 油桐fad2基因的克隆与多态性分析
• 1 前言
• 1.1 木本植物单核苷酸多态性研究进展
• 1.2 fad2基因研究进展
• 1.3 生物柴油中脂肪酸组分对其性能的影响
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 技术路线
• 2.3 实验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 PCR扩增及fad2基因克隆
• 3.2 fad2基因的多态性分析
• 3.3 fad2基因中SNP与桐油组分的关系
• 3.4 fad2基因系统发育分析
• 4 讨论与结论
• 4.1 植物中fad2基因编码区存在较低的SNP频率
• 4.2 油桐中fad2基因相对较低的核苷酸多样性
• 4.3 fad2基因SNP导致不饱和脂肪酸含量的增加
• 4.4 油桐中fad2基因的变异可能来源于低温胁迫
• 参考文献
• 致谢
• 图版与说明（Plate and Explanation）