基于ISSR标记的华石斛遗传结构分析

发布时间：2017-06-04 15:16

  本文关键词：基于ISSR标记的华石斛遗传结构分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：华石斛(Dendrobium sinense),海南特有种。在我国,仅分布于海南岛海拔1000m以上的山地疏林中的树干上。近年来由于人类活动逐渐活跃以及地理因素导致的生境片段化,华石斛的生境受到了较为严重的破坏,选择合适的居群进行保护已经迫在眉睫。随着分子生物学的发展,分子标记技术因其较高的稳定性、丰富的信息量及不同类群间广泛的可比性等优点,突破了形态学标记、细胞学标记等表达型标记的限制,为居群遗传学的研究提供了优良可靠的分子手段。在前人研究中并未有人专门针对华石斛进行过遗传多样性分析,本研究中通过分子标记的方法得到遗传多样性较高的居群,再根据各个居群的环境对不同居群的华石斛进行有针对性的进行保护工作。 本研究采用简单重复序列区间(Inter-Simple Sequence Repeats, ISSR)一种分子标记技术研究位于海南岛的霸王岭、尖峰岭、五指山、黎母山、鹦哥岭、佳西保护区及吊罗山共计11个华石斛自然居群的遗传多样性水平及其遗传结构,并且对不同因素下的华石斛进行分析,希望通过分子水平对华石斛自然居群的遗传多样性进行研究,从而对华石斛保育工作提出意见。主要研究结果如下： (1)使用改良CTAB、改良SDS和改良PEX三种DNA提取方法提取华石斛鲜样中的基因组DNA,结果表明改良PEX法对华石斛鲜样的提取效果最好,提取出的DNA纯度最高、且满足后续分子实验要求。 (2)通过筛选从100条ISSR通用引物中选出10条扩增效果最好且条带较多的引物对11个华石斛自然居群的样本进行扩增。结果表明霸王岭东五、霸王岭石峰、五指山二峰、鹦哥岭4个自然居群具有较高的遗传多样性,说明这4个居群具有很强的竞争力和生存力,当环境发生变化时能够很快适应并生存下来。而尖峰岭黑岭、尖峰岭二峰、黎母山3个自然居群的遗传多样性较低,所以这3个居群的生存力和竞争力较弱,当环境发生改变时,这3个居群内的个体更容易灭亡从而导致居群的衰退。 (3)将ISSR分子标记的结果使用AMOVA软件进行分析显示,华石斛11个自然居群的遗传分化有84%发生在居群内部,16%发生在居群间,得到的结果与Popgene分析得到的结果基本一致,使用Popgene分析华石斛11个自然居群的遗传分化有80.52%发生在居群内部,19.48%发生在居群间。因此得出结论,华石斛的遗传分化主要发生在居群内部,少部分遗传分化发生在居群间。 (4)使用ISSR分子标记对华石斛11个自然居群进行研究,结果显示华石斛11个居群的基因流为2.0336,大于1,结果表明：11个华石斛自然居群间存在基因流,且基因流能防止居群间产生隔离,防止居群间分化。 (5)用MEGA对ISSR分子标记的结果进行UPGMA聚类,结果显示：尖峰黑岭(JFHL)和尖峰二峰(JFEF)、黎母山(LM)和鹦哥岭(YG)、五指山一峰(WZS1)和五指山二峰(WZS2)、霸王岭东五(BWDW)和霸王岭石峰(BWSF)分别聚类在一起,聚类结果与Popgene分析的遗传距离结果一致。 (6)根据华石斛的附生高度、宿主、居群海拔3个因素分别对华石斛的遗传多样性进行分析,得到结果：附生在桃金娘科、杜鹃花科、山茶科3个科上的华石斛具有较高的遗传多样性；附生在宿主高度3-4m区间内的华石斛具有最高的遗传多样性；海拔在1200～1400m范围内的华石斛居群具有较高的遗传多样性。 (7)对于华石斛的保育措施要着重保护华石斛居群的生境连续性,当由于自然灾害导致的生境片段化可以通过人为传粉帮助华石斛产生有效基因流。对华石斛的保育工作最重要的在于保持华石斛各个居群间的基因流,有效的基因流能够防止居群间遗传分化。
【关键词】：华石斛 分子标记 保育 遗传结构
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S567.239
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 前言10-21
• 1.1 居群遗传学简史10-15
• 1.1.1 居群遗传结构12
• 1.1.2 居群遗传多样性12-13
• 1.1.3 中性理论13
• 1.1.4 基因流13-14
• 1.1.5 种群瓶颈14
• 1.1.6 遗传漂变14-15
• 1.2 兰科石斛属植物遗传多样性研究15-17
• 1.2.1 分子标记的优点15
• 1.2.2 常用的分子标记技术15-16
• 1.2.3 分子标记的选择16-17
• 1.2.4 分子标记技术在兰科石斛属植物中的应用17
• 1.3 遗传多样性在兰科石斛属植物保育中的应用17-18
• 1.3.1 正确评估居群遗传多样性17-18
• 1.3.2 增加有效居群的大小18
• 1.3.3 兰科石斛属植物的保育18
• 1.4 论文立题依据18-19
• 1.5 研究内容及技术路线19-21
• 1.5.1 研究背景及研究内容19-20
• 1.5.2 技术路线20-21
• 2 材料与方法21-30
• 2.1 实验材料21-24
• 2.1.1 植物材料21-23
• 2.1.2 主要仪器与试剂23-24
• 2.2 实验方法24-30
• 2.2.1 华石斛DNA的提取24-25
• 2.2.2 不同华石斛部位DNA提取效果对比研究25-26
• 2.2.3 华石斛自然居群的ISSR-PCR分子标记研究26-30
• 3 结果与分析30-40
• 3.1 华石斛DNA提取结果与分析30-32
• 3.2 华石斛不同部位DNA提取结果与分析32-33
• 3.3 华石斛遗传多样性分析33-40
• 3.3.1 华石斛居群DNA提取33-35
• 3.3.2 华石斛居群的遗传多样性35-37
• 3.3.3 华石斛不同附生高度水平的遗传多样性37-38
• 3.3.4 华石斛在不同宿主上的遗传多样性38-39
• 3.3.5 华石斛居群不同海拔高度的遗传多样性39-40
• 4 讨论与结论40-45
• 4.1 讨论40-44
• 4.1.1 华石斛的DNA提取40
• 4.1.2 华石斛居群遗传多样性讨论40-44
• 4.2 结论44-45
• 4.2.1 华石斛DNA的提取44
• 4.2.2 华石斛遗传多样性研究44-45
• 5 展望45-47
• 5.1 华石斛濒危原因分析45
• 5.2 华石斛自然居群保护意见45-47
• 参考文献47-52
• 附录52-53
• 致谢53

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