假臭草化感作用研究及其遗传多样性RAPD分析

论文摘要

假臭草作为一种外来入侵杂草,广泛分布于我国华南地区,对这些地区的农业经济、环境生态、生物多样性等都带来极大的危害,研究假臭草的化感作用及其遗传多样性对于防治该入侵种杂草有十分重大的意义。本研究对假臭草RAPD-PCR反应体系进行了优化,并通过RAPD-PCR对海南省各市县假臭草地理群遗传多样性进行聚类分析,同时使用生物测定法研究了不同部位、不同生长期和不同生境假臭草浸提液对受体植物幼苗生长的化感作用。结果表明：①不同部位的假臭草浸提液对4种受体植物幼苗生长（根生长、苗高、鲜重增加）的影响都不同。其中叶浸提液的化感作用最强,说明叶可能是假臭草释放化感物质的主要器官。其次,我们发现实验过程中有一些促进作用的出现,由此我们判断,假臭草化感作用物质不止一种,可能是多种成分的综合作用。②通过不同生长期假臭草浸提液对萝卜幼苗生长的化感作用进行研究,我们发现假臭草在营养生长时期和生殖生长时期各个部位的浸提液化感作用变化不大,营养生长时期比生殖生长时期略强,可能是由于生殖生长时期对营养物质的需求降低了其化感物质的释放。不同生境的假臭草浸提液对萝卜幼苗生长的化感作用研究表明,在生境比较恶劣的情况下,假臭草可能会释放更多化感物质或者释放化感物质成分有所不同,从而使其化感作用更强。③假臭草RAPD-PCR最优化反应体系：25μL体系中,模板DNA为5 ng/10μL,引物为1.1μmol/L, dNTPs为150μmol/L,Mg2+为2.0 mmol/L, Taq聚合酶为1.0 U,超纯水补足至25μL。④通过RAPD-PCR聚类分析,将海南各市县假臭草地理群分为五个类群：其中澄迈、海口、文昌、临高、儋州、昌江为一类群,东方、乐东、三亚、保亭、五指山、琼海、万宁、陵水、定安为一类群,屯昌、白沙、琼中各为一个类群。⑤通过NTsys-pc2.10数据处理,分析各假臭草地理群的遗传相似系数,其遗传相似系数范围在0.5396825～0.9047619之间,大多数在0.,75～0.90之间。假臭草在遗传基础上的不同是假臭草尽快适应不同生长环境造成的遗传演变与进化,温度、降雨可能在其遗传演化过程中扮演非常重要的作用,交通与传播条件也可能是其遗传分化的重要因子。⑥假臭草化感作用是该物种尽快在海南扩散和建立牢固种群的手段之一,不同地区、不同生长环境假臭草种群遗传基础的差别既是适应其环境的结果,也是造成其化感作用不同的根本所在。本研究揭示了假臭草不同部位和不同生长期的化感作用潜力,比较了不同生长环境假臭草化感作用的差别并分析其原因,为进一步研究假臭草的防治与利用提供一定化学生态学基础；用RAPD-PCR分析假臭草的遗传多样性,从分子生态学的角度探索假臭草入侵海南后的遗传演化和化感作用差异的机理,为假臭草的生态入侵理论提供分子生态学基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 假臭草生物学特性及其入侵危害
• 1.1.1 假臭草的生物学特性
• 1.1.2 假臭草对环境生态的危害
• 1.1.3 对假臭草的预防管理措施
• 1.2 化感作用
• 1.2.1 化感作用基本概念
• 1.2.2 化感作用特征
• 1.2.3 化感物质基本概念及类型
• 1.2.4 化感物质的释放途径
• 1.2.5 化感作用机理
• 1.2.6 化感作用影响因素
• 1.3 遗传多样性研究
• 1.3.1 遗传多样性基本概念
• 1.3.2 影响生物入侵物种遗传多样性的因素
• 1.3.3 遗传多样性研究对生物入侵的意义
• 1.4 RAPD分子标记
• 1.5 本研究的目的、意义与技术路线
• 1.5.1 本研究的目的和意义
• 1.5.2 研究的内容
• 1.5.3 本研究的技术路线
• 2 材料与方法
• 2.1 材料来源
• 2.1.1 假臭草不同部位浸提液化感作用研究的材料来源
• 2.1.2 假臭草遗传多样性RAPD研究的材料来源
• 2.2 试剂、药品及仪器
• 2.2.1 主要试剂、药品配制
• 2.2.2 主要仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 假臭草不同部位浸提液化感作用
• 2.3.2 假臭草样品采集及DNA提取
• 2.3.3 RAPD反应条件优化
• 2.3.4 引物筛选
• 2.3.5 RAPD数据统计分析方法
• 3 结果与分析
• 3.1 假臭草不同部位浸提液对幼苗生长（根长、苗高、鲜重）的影响
• 3.1.1 根浸提液对幼苗生长的影响
• 3.1.2 茎浸提液对幼苗生长的影响
• 3.1.3 叶浸提液对幼苗生长的影响
• 3.1.4 花浸提液对幼苗生长的影响
• 3.1.5 完整植株浸提液对幼苗生长的影响
• 3.2 不同生长期的假臭草浸浸提液对萝卜幼苗生长的影响
• 3.2.1 营养生长时期假臭草浸提液对萝卜幼苗生长的影响
• 3.2.2 生殖生长时期假臭草浸提液对萝卜幼苗生长的影响
• 3.3 不同生境的假臭草浸提液对植物幼苗生长的影响
• 3.4 假臭草DNA提取及RAPD反应条件优化
• 3.4.1 假臭草DNA提取
• 2+与模板DNA浓度对扩增效果的影响'>3.4.2 Mg²⁺与模板DNA浓度对扩增效果的影响
• 3.4.3 引物浓度和dNTPs浓度对扩增效果的影响
• 3.4.4 Taq聚合酶对扩增效果的影响
• 3.4.5 RAPD反应体系检测
• 3.5 RAPD结果与分析
• 3.5.1 引物的筛选
• 3.5.2 RAPD扩增结果
• 3.5.3 RAPD标记的多态性
• 3.5.4 数据分析
• 4 讨论
• 4.1 假臭草对受体植物幼苗生长的影响
• 4.2 假臭草不同生长期浸提液对植物幼苗生长的影响
• 4.3 不同生境的假臭草浸提液对植物幼苗生长的影响
• 4.4 DNA提取
• 4.5 RAPD反应体系优化
• 4.6 RAPD结果讨论
• 5 结论
• 5.1 基本结论
• 5.2 本研究的创新之处
• 5.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 项目资助