基于DNA条形码技术的楠属与润楠属木材识别研究

摘要

楠属与润楠属内的木材解剖构造特征非常相似，且两属间部分树种的木材解剖构造特征也很相似，通过传统的木材解剖，依据木材构造特征难以将两个属的木材准确识别出来，本文采用新方法，通过DNA条形码技术识别楠属与润楠属的木材。以楠属中的闽楠、桢楠、紫楠和润楠属中的建润楠、刨花润楠为研究对象，研究了该5种木材的宏观、微观构造特征，同时采用DNeasy(@) Plant Mini Kit、CTAB-NuClean PlantGen DNA Kit和SDS-CTAB-NuClean PlantGen DNA Kit分别对该5个树种的新鲜叶片、新鲜木材和经过不同温度干燥处理过的木材进行DNA提取，再通过PCR分别扩增出matK、trnL-trnF、trnL-intro、ycf3、psbC-trnS、ITS、rpoB、rpoC1等8条DNA条形码序列。研究结果如下:
　　(1)该5种木材均属于散孔材，单管孔及2～4个径列复管孔，导管分子单穿孔及少数复穿孔，管间纹孔式互列，轴向薄壁主要为环管状及环管束状，具分隔木纤维，木射线非叠生，射线组织异形Ⅱ及Ⅲ型，油细胞或黏液细胞丰富。楠属的3种木材和润楠属的2种木材构造特征较相似。
　　(2)采用DNeasy(@) Plant Mini Kit提取叶片和新鲜木材的DNA总浓度的平均值分别为28.69ng/μL、19.29ng/μL，从叶片中提取到DNA的量较高;采用DNeasy(@) Plant Mini Kit、 CTAB-NuClean PlantGen DNA Kit和SDS-CTAB-NuClean PlantGen DNA Kit这三种方法提取新鲜木材的DNA浓度总平均值分别为19.29ng/μL、39.79ng/μL、40.95ng/μL，DNeasy(@) PlantMini Kit提取的DNA浓度最低，另外两种方法提取的DNA浓度比较接近，浓度大约是DNeasy(@) Plant Mini Kit提取的两倍。三种方法提取的DNA均可满足后续PCR扩增的要求。
　　(3)采用30℃、70℃、103℃这三个不同温度对5种木材进行干燥处理，干燥温度越高，从木材中提取到DNA浓度越低，木材DNA降解程度越高。采用DNeasy(@) Plant Mini Kit、CTAB-NuClean PlantGen DNA Kit和SDS-CTAB-NuClean PlantGen DNA Kit这三种方法分别提取经不同温度干燥处理的木材DNA，其质量和数量均可以满足PCR扩增的要求。
　　(4)通过分析8个DNA条形码的测序结果，发现trnL-trnF、ITS、rpoB这3个条形码能将楠属和润楠属区分开;条形码matK和trnL-intro可将建润楠和刨花润楠进行区分鉴定;条形码ycf3可将桢楠、建润楠、刨花润楠进行区分鉴定;条形码psbC-trnS可将紫楠单独鉴别出来;条形码rpoC1在几种楠木之间无碱基差异。结合ycf3、psbC-trnS这2个DNA条形码，即可将闽楠、桢楠、紫楠、建润楠、刨花润楠逐一鉴别出来。
　　本研究通过DNA条形码技术成功将闽楠、桢楠、紫楠、建润楠、刨花润楠的木材准确的区分，找出了能区分该5种木材的DNA条形码，为楠属与润楠属木材准确识别提供科学、准确的方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 木材识别研究进展

1．3 木材DNA条形码技术的研究进展

1．4 楠属及润楠属木材识别研究进展

1．5 研究的意义与目的

1．6 研究内容及创新点

1．6．1 研究内容

1．6．2 创新点

第二章 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 试材

2．1．2 实验试剂

2．1．3 试剂配制

2．2 实验仪器

2．2．1 木材解剖识别的实验仪器

2．2．2 DNA识别的实验仪器

2．3 技术路线

2．4 木材解剖识别的实验方法

2．4．1 木材切片的制备

2．4．2 木材微观构造的观察与拍摄

2．5 DNA识别的实验方法

2．5．1 DNA的提取方法

2．5．2 不同温度处理后木材DNA的提取

2．5．3 DNA的检测

2．5．4 PCR反应体系及程序

2．5．5 PCR产物的检测

2．5．6 PCR产物的纯化

2．5．7 测序

第三章 结果与分析

3．1 木材解剖识别

3．1．1 楠属

3．1．2 润楠属

3．1．3 小结

3．2 DNA识别

3．2．1 DNeasy? Plant Mini Kit提取叶片和木材DNA的质量比较

3．2．2 三种方法提取木材DNA的质量比较

3．2．3 PCR扩增结果

3．2．4 不同温度的干燥处理对木材DNA的影响

3．2．5 DNA序列结果与分析

3．2．6 系统发育树

3．3 小结

第四章 结论与讨论

4．1 结论

4．2 讨论

参考文献

致谢