瀕危植物沉水樟及其近緣種的遺傳多樣性分析.pdf

1、樟科(Lauraceae)是一個(gè)較大的木本植物類群，樟科植物起源古老、分布廣泛、生態(tài)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值顯著，在被子植物分類系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。但由于目前對(duì)該類群植物的系統(tǒng)演化關(guān)系認(rèn)識(shí)十分匱乏，再加上長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)樟科植物無(wú)節(jié)制的開發(fā)利用，導(dǎo)致樟科植物中的很多種處在瀕危境地，被列為我國(guó)瀕危保護(hù)植物。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)對(duì)樟科這些瀕危植物的瀕危機(jī)制及遺傳多樣性的研究很少，嚴(yán)重影響了對(duì)這些瀕危植物的保護(hù)。因此開展樟科植物的系統(tǒng)分類及其遺傳多樣性研究具有重

2、要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 沉水樟[Cinnamomummicranthum(Hayata)Hayata]是我國(guó)樟科樟屬的重要經(jīng)濟(jì)樹種，其精油是較好的提煉芳香油的材料；木材是造紙的好材料；其樹形優(yōu)美，也是很好的園林和行道樹種。且沉水樟為我國(guó)臺(tái)灣和大陸的間斷分布種。由于長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)沉水樟的破壞，導(dǎo)致沉水樟天然林資源銳減，處在瀕危境地，目前僅在福建省建甌市萬(wàn)木林自然保護(hù)區(qū)內(nèi)有大面積的分布，已被列為我國(guó)的瀕危保護(hù)植物。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)樟科

3、植物系統(tǒng)分類的研究現(xiàn)狀，本研究采用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)樟科沉水樟天然居群和遷地保護(hù)居群的遺傳多樣性進(jìn)行研究，從分子水平上分析沉水樟種群的生態(tài)遺傳及其遺傳變異規(guī)律；同時(shí)利用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)比較沉水樟及其近緣種香樟、陰香、閩楠、桂北木姜子、新木姜子、香葉樹、鱷梨在分子水平上的親緣關(guān)系，揭示這些樹種在樟科植物系統(tǒng)進(jìn)化中的作用與地位，探討沉水樟及其近緣種的遺傳多樣性及其分化格局，為樟科植物的系統(tǒng)分類提供分子水平的依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：

4、 (1)建立了適合樟科植物材料的DNA提取方法。樟科植物材料中含有大量的多糖和酚類物質(zhì)，且不同植物內(nèi)含物存在一定差異，給樟科植物的DNA提取增加了難度。本研究通過(guò)大量試驗(yàn)摸索研究出了去除上述物質(zhì)的方法，從而建立了適合沉水樟及其近緣種香樟、閩楠、桂北木姜子、新木姜子、香葉樹、鱷梨的CTAB法；而陰香葉片中所含脂類、多糖類物質(zhì)多，導(dǎo)致提取物粘稠，在提取過(guò)程中先進(jìn)行預(yù)處理后采用SDS法的DNA提取方法。所提的DNA可以滿足ISSR-PC

5、R反應(yīng)的要求。 (2)經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)比試驗(yàn)，建立了適合沉水樟的ISSR-PCR分析反應(yīng)體系和擴(kuò)增程序。反應(yīng)體系：20μL反應(yīng)體系中加入模板75ng，引物0.4μmol/L，dNTP200μmol/L，Taq酶1.25U，Mg2+1.5mM；擴(kuò)增程序：94℃，7min→(94℃，30s→53～58℃，45s→72℃，90s)45→72℃，7min→4℃保存。 (3)從UBC＃系列的100條引物中篩選出能夠擴(kuò)增出穩(wěn)定產(chǎn)物、擴(kuò)增條

6、帶清晰、特異性強(qiáng)的18條引物用于沉水樟天然居群和遷地保護(hù)居群的分析；24條引物用于沉水樟及其近緣種香樟、陰香、閩楠、桂北木姜子、新木姜子、香葉樹、鱷梨的分析。 (4)研究篩選出18個(gè)擴(kuò)增良好的引物，用于沉水樟兩居群的遺傳多樣性的檢測(cè)。18個(gè)引物擴(kuò)增了兩個(gè)沉水樟居群的44個(gè)個(gè)體，共擴(kuò)增出DNA片段95條。不同引物的擴(kuò)增片段為3～7個(gè)，平均每個(gè)引物擴(kuò)增出5.28條帶。沉水樟天然居群擴(kuò)增了38條具有多態(tài)性條帶，多態(tài)位點(diǎn)百分?jǐn)?shù)(P)為4

7、0％；沉水樟遷地保護(hù)居群擴(kuò)增了30條具有多態(tài)性條帶，多態(tài)位點(diǎn)百分?jǐn)?shù)(P)為31.6％。 (5)研究篩選出24個(gè)擴(kuò)增效果好的引物進(jìn)行沉水樟近緣種親緣關(guān)系分析。24個(gè)ISSR引物在樟科6屬8個(gè)物種之間共擴(kuò)增出234條條帶，平均每個(gè)引物擴(kuò)增出9.75條，多態(tài)性條帶在樟屬3個(gè)物種間有119條，占總擴(kuò)增帶的50.9％；多態(tài)性條帶在樟科6個(gè)屬8個(gè)種間有216條，占總擴(kuò)增帶的92.4％。 (6)ISSR-PCR擴(kuò)增結(jié)果和UPGMA聚類