滇中磷差异立地栓皮栎化学计量特征和代谢组及遗传变异研究

发布时间：2021-11-01 23:39

　　磷（P）是参与生物生长、发育以及进化最重要的生命元素之一。矿质P元素风化释放、植物吸收以及在营养级之间的转移,是生物地球化学循环过程重要环节,强烈影响生态系统功能。由于长期风化和淋溶等地球化学过程,我国西南滇中地区形成了普遍贫P的亚热带土壤特点,并伴以钙（Ca）和镁（Mg）缺乏与铁（Fe）和铝（Al）富集。同时,滇中地区也分布着大面积磷沉积矿石,形成了大量的富P土壤,并与贫P土壤呈镶嵌分布。在这些土壤富P地区,土壤P、氮（N）以及Mg等元素含量成倍提高,使得该地区植物形成了基于富P的元素组成以及生态化学计量学特点。植物对这些不同土壤营养元素含量立地的长期适应,将可能形成基于元素供给差异的养分回流特征、化学表型（chemicalphenotype）（比如:代谢组（metabolome））以及种群遗传变异格局。因而,此区域成为研究植物对差异化P环境适应,以及在该环境下元素、代谢物含量及遗传变异特征的理想试验地。此外,在这些地质P富集地区,采矿和其它人为干扰造成了严重的植被退化,生态修复成为一个重要生态环境问题。但是,对于当地基于地质富P效应对植物影响、贫富P生境植物种群遗传差异以及植物对养... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：181 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 基于P获得性的植物养分变异特征研究进展
    1.2 基于P获得性的植物代谢物组成研究进展
    1.3 基于P获得性的植物遗传变异研究进展
    1.4 研究区域以及研究对象的概况
    1.5 关键科学问题
    1.6 研究内容、目的及意义
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 主要研究目的
        1.6.3 研究意义
    1.7 技术路线
第二章 滇中不同磷立地栎树种子生态化学计量特征
    2.1 引言
    2.2 研究方法
        2.2.1 研究区域和材料
        2.2.2 土壤和种子样品的准备
        2.2.3 化学元素分析
        2.2.4 内稳态计算
        2.2.5 统计分析
    2.3 结果
        2.3.1 富P和贫P立地不同林分土壤和种子元素化学计量特征
        2.3.2 立地类型和栎树树种对种子元素含量组成的影响
        2.3.3 栎树种子元素内稳态特征
    2.4 讨论
    2.5 本章小结
第三章 滇中富磷和贫磷立地栓皮栎叶片养分回流化学计量特征
    3.1 引言
    3.2 研究方法
        3.2.1 研究地点
        3.2.2 样品采集
        3.2.3 化学元素分析
        3.2.4 养分回流率和回流能力计算
        3.2.5 统计分析
    3.3 结果
        3.3.1 土壤、鲜叶和凋落叶养分化学计量特征
        3.3.2 养分回流化学计量特征
        3.3.3 养分回流化学计量与养分化学计量关系
    3.4 讨论
        3.4.1 富P和贫P立地栓皮栎叶片养分回流特征
        3.4.2 富P和贫P立地栓皮栎叶片P回流与土壤P变异关系
        3.4.3 富P和贫P立地栓皮栎养分回流化学计量和养分化学计量特征
    3.5 本章小结
第四章 滇中富磷和贫磷立地栓皮栎叶片代谢组和离子组特征
    4.1 引言
    4.2 研究方法
        4.2.1 研究地点
        4.2.2 样品采集
        4.2.3 化学元素分析
        4.2.4 代谢组气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析
        4.2.5 代谢组液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析
        4.2.6 GC-MS分析数据处理
        4.2.7 LC-MS分析数据处理
        4.2.8 统计分析
    4.3 结果
    4.4 讨论
        4.4.1 富P和贫P立地栓皮栎叶片代谢组和离子组特征
        4.4.2 富P和贫P立地间栓皮栎代谢通路特征
        4.4.3 富P和贫P立地间差异代谢物和元素的关系
        4.4.4 基于富P和贫P立地的栓皮栎化学表型特征
    4.5 本章小结
第五章 滇中富磷和贫磷立地栓皮栎种群遗传变异及分化特点
    5.1 引言
    5.2 研究方法
        5.2.1 样地选择
        5.2.2 栓皮栎叶片样品采集
        5.2.3 叶片DNA提取
        5.2.4 Double digest RAD-seq建库
            5.2.4.1 限制性内切酶酶切
            5.2.4.2 片段选择
            5.2.4.3 接头连接及定量
            5.2.4.4 PCR扩增
            5.2.4.5 文库制备与片段选择
            5.2.4.6 文库定量检测
    5.3 高通量测序及SNP分析
        5.3.1 高质量数据获取
        5.3.2 比对分析
            5.3.2.1 参考基因组整理
            5.3.2.2 序列比对
            5.3.2.3 测序深度统计
        5.3.3 SNP分析
    5.4 统计分析
    5.5 结果
        5.5.1 栓皮栎群体遗传多样性和遗传结构分析
        5.5.2 富P和贫P立地栓皮栎群体选择信号分析
    5.6 讨论
        5.6.1 天然P变异立地栓皮栎种群遗传多样性
        5.6.2 天然P变异立地栓皮栎群体遗传结构及变异特征
        5.6.3 富P和贫P立地栓皮栎种群选择信号分析
        5.6.4 富P和贫P立地栓皮栎种群适应性特征
    5.7 本章小结
第六章 全文总结
    6.1 主要研究结论
    6.2 创新点
    6.3 研究展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的科研论文及其他
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]RAD-seq技术及其在昆虫学研究中的应用[J]. 魏书军,李冰艳,曹利军,朱家颖.  昆虫学报. 2016(07)
[3]植物分子标记研究进展[J]. 韩磊,孙欣.  现代农业科技. 2015(15)
[4]滇池东南岸农业和富磷区入湖河流地表径流及污染特征[J]. 李发荣,邱学礼,周璟,刘永,刘淑春,郭怀成.  中国环境监测. 2014(06)
[5]滇池流域富磷山地优势植物种群生态分化[J]. 曹晶潇,付登高,阎凯,王甜甜,张亚杰,张岩,张龙,段昌群.  生态学杂志. 2014(12)
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博士论文
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[2]滇池流域富磷区磷流失特征及控磷植物群落恢复研究[D]. 何锋.云南大学 2015
[3]苏皖4种同域分布栎树的遗传变异与基因渐渗[D]. 魏高明.南京林业大学 2015
[4]莲野生居群遗传多样性评价及高密度遗传连锁图谱的构建[D]. 刘艳玲.华中农业大学 2013
[5]中国卧龙自然保护区不同海拔川滇高山栎（Quercus aquifolioides）群体的遗传变异[D]. 张学江.中国科学院研究生院（成都生物研究所） 2006
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硕士论文
[1]利用RAD-seq测序构建美洲黑杨×小叶杨高密度遗传连锁图谱[D]. 王莹.南京林业大学 2014
[2]基于RAD简化基因组测序技术的13种中国地方优良鸡品种SNPs多态性图谱构建及群体遗传学分析[D]. 翟正晓.上海交通大学 2014



本文编号：3470907