湖南省白檀种质资源遗传多样性及果实脂肪酸研究

发布时间：2017-05-26 12:23

  本文关键词：湖南省白檀种质资源遗传多样性及果实脂肪酸研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：白檀(Symplocos paniculata (Thunb.)Miq.)作为新型木本油料植物,其果实含油率高达36.6%,全果利用率接近100%。其籽油内含人体必需的两种不饱和脂肪酸,即油酸和亚油酸,含量高达70%以上,而硬脂酸含量低,是较为理想、有益健康的食用植物油,也是制备生物柴油的理想原料。白檀适生能力强,可垂直分布于海拔80-2500m山地及沟谷中,又可生长于贫瘠的荒山坡地以及废弃矿区,是退化环境修复理想的先锋树种。由此可见,白檀资源的开发与利用具有良好的生态,经济和社会效益。然而,白檀至今仍处于野生状态,相关研究报道甚少,为充分开发利用这种野生资源,本文对湖南分布比较集中的6个区域进行了白檀资源调查,利用形态学标记和ISSR分子标记相结合分析白檀资源的遗传多样性,开展白檀体细胞胚繁殖技术研究,观测研究白檀果实发育及脂肪酸积累规律,为白檀种质资源遗传多样性评价系统构建、挖掘白檀优质种质资源、建立优质种质保存体系和综合利用开发体系奠定基础,其主要研究结果如下：1、完善和规范了白檀种质资源主要表型性状观测记录方法及性状评价标准,并筛选出白檀资源集中且具有代表性的6个白檀居群。2、白檀表型性状遗传多样性丰富,居群间和居群内均存在不同程度的变异。不同居群间树高与枝下高、鲜果千粒重、种子千粒重、果穗长等表型性状差异极显著,具有较强的遗传分化；叶柄长、果形指数及果实紧密度等性状间遗传分化较小；居群内,除道县白檀单株表型性状遗传分化程度较低外,其余居群内均存在不同程度的差异性。3、白檀ISSR-PCR最优反应体系为：总体积20μL, DNA模板80ng(1.6pL), Mg2+3mmol/L(2.4μL), dNTPs0.2mmol/L (1.6μL),引物0.5umol/L (1μL) Taq DNA聚合酶1.25U (0.5μL), 10×PCR Buffer (Mg2+ free)2μL,灭菌的ddH2O10.9μL。反应程序为：94℃预变性4min；94℃变性30s,54℃退火45s,72℃延伸90s,30个循环；72℃延伸7min,4℃下保存。4、利用5条多态性较高的ISSR引物对6个不同居群的68份白檀样品进行DNA多样性分析,通过PCR扩增检测到74个扩增位点,电泳条带分布在200-2500bp之间,其中多态位点73个,多态性比率高达98.65%。居群内期望杂合度分布在0.10949～0.24805之间,最高的是大围山B区(0.24805),最低的是衡山(0.10949),表明大围山居群B群内遗传多样性丰富,而衡山居群群体内遗传同一性较高。5、居群间DNA多样性聚类分析,6个居群分为三大类,第一大类为大围山A区、大围山B区和衡山居群,第二大类为岳阳和道县居群,龙山居群单独成第三大类,整体上是地理上分布近的天然居群容易聚为一类,这与表型性状的聚类分析结果基本一致：对来自不同居群的68个样株聚类,被聚为11个类群,其中,来自龙山居群的单株被分成6个小类群,即居群内遗传分化丰富。6、以白檀种子未成熟胚为外植体进行离体培养,构建了体细胞胚快繁体系。以改良MS+0.25mg/L6-BA+0.15mg/LNAA为分化诱导培养基,胚性愈伤组织分化成体细胞胚及体细胞胚的增殖率分别高达71.99%和76.56%。将成熟体细胞胚在1/2改良MS+1.5%的蔗糖培养基上培养,成苗率可达85%。7、来自不同居群的白檀果实发育及油脂积累规律基本一致,但居群间脂肪酸含量差异显著。果实形态发育可划分为3个时期：快速生长期、缓慢生长期和果皮颜色变化期。油脂快速积累开始于果实缓慢生长期,果皮颜色变化期果实油脂总含量趋于稳定,饱和与不饱和脂肪酸的相对含量发生变化。白檀果实平均含油率为34.32%,不同居群间存在差异,大围山A区含油率最高,可达36.6%,大围山B区含油率最低,仅为31.32%。8、白檀果实油脂以油体和特化油细胞的形式贮存于全果中,以中果皮、胚乳和胚三个部位分布最丰富,其脂肪酸主要组成成分为油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸及硬脂酸,其中油酸和亚油酸含量与其果实生长发育阶段日均最高气温、年日照时数等气候因子呈显著正相关性。
【关键词】：白檀 种质资源 遗传多样性 体胚发生 果实脂肪酸
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S794.9
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 缩略词9-13
• 1 前言13-35
• 1.1 油料植物白檀资源概述13-15
• 1.1.1 白檀的生物学特性14
• 1.1.2 白檀的生态学特性14
• 1.1.3 白檀资源自然分布14-15
• 1.2 油料植物白檀的研究现状15-18
• 1.2.1 白檀果油的理化性质15
• 1.2.2 白檀资源主要活性成分15-16
• 1.2.3 白檀药用价值16-17
• 1.2.4 白檀的其他利用价值17
• 1.2.5 白檀资源分布及繁育技术17-18
• 1.3 林木遗传多样性研究现状18-24
• 1.3.1 植物遗传多样性的内涵18
• 1.3.2 遗传多样性的研究方法18-23
• 1.3.3 木本油料植物遗传多样性研究23-24
• 1.4 林木体细胞胚胎发生研究现状24-29
• 1.4.1 阔叶树种体细胞胚胎发生研究现状24-26
• 1.4.2 林木体细胞胚胎发生的影响因子26-29
• 1.5 油料植物果实发育及脂肪酸合成研究现状29-33
• 1.5.1 油料植物果实发育研究29-30
• 1.5.2 脂肪酸生物合成及功能30-31
• 1.5.3 贮藏三酰甘油的细胞器—油体研究现状31-33
• 1.6 课题来源33
• 1.7 研究目的意义33
• 1.8 研究内容与技术路线33-35
• 2 白檀野生资源调查35-39
• 2.1 分布概况35
• 2.2 调查方法35-36
• 2.3 调查内容36-38
• 2.3.1 采样地的土壤和气候特点36-37
• 2.3.2 表型性状的选择及观测标准37-38
• 2.4 白檀种质资源描述规范38-39
• 3 白檀种质资源形态标记及ISSR分析39-84
• 3.1 居群表型多样性研究39-61
• 3.1.1 材料与方法39
• 3.1.2 数据统计方法39-40
• 3.1.3 结果与分析40-61
• 3.2 ISSR遗传多样性研究61-80
• 3.2.1 主要试验试剂与设备61-62
• 3.2.2 试验方法62-66
• 3.2.3 结果与分析66-80
• 3.3 小结与讨论80-84
• 3.3.1 白檀自然居群形态多样性80-82
• 3.3.2 白檀居群遗传多样性82
• 3.3.3 白檀居群遗传分化82-83
• 3.3.4 形态性状与DNA遗传多样性83-84
• 4 白檀体细胞胚胎发生技术研究84-92
• 4.1 试验材料与方法84-86
• 4.1.1 试验材料84
• 4.1.2 启动培养84-85
• 4.1.3 胚性愈伤组织的分化及增殖培养85-86
• 4.1.4 体细胞胚成熟及植株再生86
• 4.1.5 培养条件86
• 4.1.6 数据处理86
• 4.2 结果与分析86-90
• 4.2.1 白檀体胚发生和形态发育过程86-87
• 4.2.2 愈伤组织的诱导87-88
• 4.2.3 胚性愈伤组织的分化与增殖88-89
• 4.2.4 体细胞胚的成熟及植株再生89-90
• 4.3 小结与讨论90-92
• 5 白檀果实发育及油脂积累规律研究92-114
• 5.1 材料与方法92-95
• 5.1.1 试验取样地点92
• 5.1.2 仪器与试剂92-93
• 5.1.3 果实形态和重量观测93-94
• 5.1.4 果实内油脂积累过程观测94
• 5.1.5 果实油脂含量与脂肪酸成分测定94-95
• 5.1.6 数据统计分析95
• 5.2 结果与分析95-111
• 5.2.1 白檀果实形态发育变化规律95-99
• 5.2.2 白檀果实不同时期油体和油细胞发育特点99-101
• 5.2.3 白檀果实油脂积累规律101-105
• 5.2.4 白檀居群果实脂肪酸多样性分析105-111
• 5.3 小结与讨论111-114
• 5.3.1 白檀果实形态发育特点111
• 5.3.2 白檀油细胞和油体发育特点111-112
• 5.3.3 白檀脂肪酸发育特点112
• 5.3.4 白檀居群果实脂肪酸多样性分析112-114
• 6 结论114-116
• 7 论文特色与创新点116-117
• 参考文献117-137
• 附表1 白檀种质资源采集样表137-141
• 附图A ISSR-PCR扩增结果图141-150
• 附图B 白檀体细胞胚胎发育过程150-152
• 附图C 果实果皮、胚乳形态解剖显微照片152-156
• 附图D 脂肪酸色谱图156-157
• 附录攻读学位期间的主要学术成果157-159
• 致谢159

【参考文献】

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本文编号：396837