白木香遗传多样性研究

论文摘要

本研究采用ISSR分子标记对白木香[Aquilaria sinensis（Lour.）Gilg]的遗传多样性进行了分析,目的在于了解白木香居群的遗传多样性水平、遗传结构以及居群间的遗传分化,为白木香资源的保护与开发利用提供理论依据。主要结果如下:建立了适合于白木香的ISSR-PCR反应体系和反应程序。25μl PCR反应体积中,1*PCR buffer,2.0 mmol/L MgCl2,100 ng模板DNA,200μmol/L dNTP,1.1 UTaq DNA聚合酶,0.4μmol/L引物。最佳扩增程序为:94℃预变性5 min,然后进行45个循环:94℃变性45 s,复性温度根据各引物的TM值略低1-2℃,45 s,72℃延伸75 s,循环结束后72℃延伸7 min。实验利用16条ISSR引物对8个居群共126个白木香个体及7个泰国沉香个体进行了扩增,共得到168条谱带,其中白木香156条,泰国沉香143条。分析表明,白木香物种水平的遗传多样性较高（PPF=84.62%;Na=1.8462,Ae=1.4378,Hpop=0.2643,I=0.4038）;居群水平上的遗传多样性相对较低（PPF=38.78%,Na=1.3878,Ae=1.2637,Hpop=0.1497,I=0.2196）,其中广东茂名居群的遗传多样性最高。白木香物种水平的遗传多样性高,主要的原因是其在较近的历史时期分布比较连续,居群间存在广泛的基因交流;而居群水平的遗传多样性相对不足,是物种自身生物学特性,及外界的人为、自然等多方面因素综合作用的结果。分析结果表明,白木香居群间存在较大的遗传分化,居群间的遗传分化系数GST=0.4425,表明居群内遗传分化大于居群间的分化。UPGMA聚类分析及主成分分析结果显示白木香分化为两个谱系,其中谱系Ⅰ由广东、福建、海南的5居群组成,谱系Ⅱ由广西、云南的3个居群组成。白木香居群间的遗传分化大,居群间的基因交流受到阻碍（Nm=0.6633＜1）,阻碍主要产生于两个谱系间,而谱系内部的居群间在较近的历史时期基因交流频繁（其基因交流值分别为1.4382和1.2333）;造成谱系分化原因主要是地理因素,在谱系的交界处有云开山脉等形成的天然屏障,阻碍物种的扩展和基因交流。分析结果还表明,泰国沉香（Aquilaria agallocha Roxb）和中国分布的白木香之间有较大的遗传差异,从而在分子水平上证明了它们种的地位是明确的。此外,根据白木香遗传多样性分布格局,提出了相应的保护策略。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 遗传多样性概念及研究意义
• 1.2 遗传多样性研究中的分子标记
• 1.2.1 随机扩增多态性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA,RAPD）
• 1.2.2 简单序列重复或微卫星（Simple Sequence Repeats,SSR）
• 1.2.3 扩增片段长度多态性（Amplified fragment length polymorphism,AFLP）
• 1.2.4 简单重复序列间扩增（Inter-simple sequence repeat,ISSR）
• 1.3 保护遗传学研究内容与目标
• 1.4 中国白木香研究进展
• 1.4.1 中国白木香生物学特性
• 1.4.2 中国白木香研究现状
• 1.4.3 白木香遗传多样性研究需要解决的问题
• 1.5 本研究的目的、研究内容和意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 样品采集
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 实验试剂及其来源
• 2.3.2 主要仪器及其来源
• 2.3.3 主要溶液配制
• 2.4 基因组DNA提取
• 2.4.1 BIO101快速提取仪提取法
• 2.4.2 微量液氮提取法
• 2.5 DNA样品的检测
• 2.6 ISSR—PCR扩增
• 2.6.1 ISSR反应体系条件筛选
• 2.6.2 ISSR反应程序
• 2.6.3 引物筛选
• 2.6.4 电泳和拍照
• 2.7 数据分析
• 2.7.1 谱带统计与数据矩阵的建立
• 2.7.2 POPGENE软件分析遗传多样性水平和遗传结构
• 2.7.3 利用WINAMOVA软件分析遗传分化
• 2.7.4 利用NTSYSpc软件进行聚类分析
• 2.7.5 主成分分析
• 2.7.6 遗传距离与地理距离的相关性检验
• 第三章 结果
• 3.1 DNA的提取结果
• 3.2 反应条件的优化
• 2+浓度'>3.2.1 Mg²⁺浓度
• 3.2.2 Taq酶辅助因子浓度
• 3.2.3 DNA模板浓度
• 3.2.4 dNTP浓度
• 3.3 引物筛选及ISSR扩增结果
• 3.4 ISSR结果分析
• 3.4.1 白木香的遗传多样性分析
• 3.4.2 白木香的遗传结构分析
• 3.4.3 聚类分析
• 3.4.4 主成分分析（PCA）
• 3.4.5 遗传距离和地理距离的相关性分析
• 3.4.6 白木香两个谱系的对比分析
• 3.4.7 白木香居群和泰国沉香ISSR结果对比
• 第四章 讨论
• 4.1 基因组DNA提取
• 4.2 ISSR扩增条件的优化
• 4.3 白木香的遗传多样性
• 4.4 白木香的遗传结构
• 4.5 白木香和泰国沉香遗传差异分析
• 4.6 保护策略建议
• 第五章 小结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 不同样地采集图