濒危植物沉水樟及其近缘种的遗传多样性分析

摘要

樟科(Lauraceae)是一个较大的木本植物类群，樟科植物起源古老、分布广泛、生态及经济价值显著，在被子植物分类系统中占有举足轻重的地位。但由于目前对该类群植物的系统演化关系认识十分匮乏，再加上长期以来对樟科植物无节制的开发利用，导致樟科植物中的很多种处在濒危境地，被列为我国濒危保护植物。目前国内外有关对樟科这些濒危植物的濒危机制及遗传多样性的研究很少，严重影响了对这些濒危植物的保护。因此开展樟科植物的系统分类及其遗传多样性研究具有重要的理论意义和应用价值。 沉水樟[Cinnamomummicranthum(Hayata)Hayata]是我国樟科樟属的重要经济树种，其精油是较好的提炼芳香油的材料；木材是造纸的好材料；其树形优美，也是很好的园林和行道树种。且沉水樟为我国台湾和大陆的间断分布种。由于长期以来对沉水樟的破坏，导致沉水樟天然林资源锐减，处在濒危境地，目前仅在福建省建瓯市万木林自然保护区内有大面积的分布，已被列为我国的濒危保护植物。针对目前国内外对樟科植物系统分类的研究现状，本研究采用ISSR分子标记技术对樟科沉水樟天然居群和迁地保护居群的遗传多样性进行研究，从分子水平上分析沉水樟种群的生态遗传及其遗传变异规律；同时利用ISSR分子标记技术比较沉水樟及其近缘种香樟、阴香、闽楠、桂北木姜子、新木姜子、香叶树、鳄梨在分子水平上的亲缘关系，揭示这些树种在樟科植物系统进化中的作用与地位，探讨沉水樟及其近缘种的遗传多样性及其分化格局，为樟科植物的系统分类提供分子水平的依据。主要研究结果如下： (1)建立了适合樟科植物材料的DNA提取方法。樟科植物材料中含有大量的多糖和酚类物质，且不同植物内含物存在一定差异，给樟科植物的DNA提取增加了难度。本研究通过大量试验摸索研究出了去除上述物质的方法，从而建立了适合沉水樟及其近缘种香樟、闽楠、桂北木姜子、新木姜子、香叶树、鳄梨的CTAB法；而阴香叶片中所含脂类、多糖类物质多，导致提取物粘稠，在提取过程中先进行预处理后采用SDS法的DNA提取方法。所提的DNA可以满足ISSR-PCR反应的要求。 (2)经过反复对比试验，建立了适合沉水樟的ISSR-PCR分析反应体系和扩增程序。反应体系：20μL反应体系中加入模板75ng，引物0.4μmol/L，dNTP200μmol/L，Taq酶1.25U，Mg2+1.5mM；扩增程序：94℃，7min→(94℃，30s→53～58℃，45s→72℃，90s)45→72℃，7min→4℃保存。 (3)从UBC＃系列的100条引物中筛选出能够扩增出稳定产物、扩增条带清晰、特异性强的18条引物用于沉水樟天然居群和迁地保护居群的分析；24条引物用于沉水樟及其近缘种香樟、阴香、闽楠、桂北木姜子、新木姜子、香叶树、鳄梨的分析。 (4)研究筛选出18个扩增良好的引物，用于沉水樟两居群的遗传多样性的检测。18个引物扩增了两个沉水樟居群的44个个体，共扩增出DNA片段95条。不同引物的扩增片段为3～7个，平均每个引物扩增出5.28条带。沉水樟天然居群扩增了38条具有多态性条带，多态位点百分数(P)为40％；沉水樟迁地保护居群扩增了30条具有多态性条带，多态位点百分数(P)为31.6％。 (5)研究筛选出24个扩增效果好的引物进行沉水樟近缘种亲缘关系分析。24个ISSR引物在樟科6属8个物种之间共扩增出234条条带，平均每个引物扩增出9.75条，多态性条带在樟属3个物种间有119条，占总扩增带的50.9％；多态性条带在樟科6个属8个种间有216条，占总扩增带的92.4％。 (6)ISSR-PCR扩增结果和UPGMA聚类分析表明：沉水樟的遗传多样水平较高，其迁地保护居群的遗传多样性略低于天然居群；ISSR分子标记可以很好的区分沉水樟与其近缘种香樟、阴香、闽楠、桂北木姜子、新木姜子、香叶树、鳄梨。

目录

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摘要

1前言

2国内外植物遗传多样性保护研究进展

3研究地区概况

4材料与方法

5结果与分析

6讨论

7结论

8建议

参考文献

致谢