沙地云杉(Picea mongolica W.D.Xu)生物学特点及遗传多样性研究

摘要

本文以分布于内蒙古地区的特有种沙地云杉（P.mongolica（H．Q．Wu.）W．D．Xu）及作为对照的白杆（P.meyeri Rehd.et Wils）、红皮云杉（P.koraiensis Nakai）为研究对象，运用形态学、解剖学、孢粉学和RAPD分子标记等方法对其进行全面系统的研究，通过分析研究结果表明： 沙地云杉与对照的白杆、红皮云杉在植株形态、花粉形态特征和叶片解剖结构方面具有部分相同的特征，但同时也存在一定的差异，研究结果表明，沙地云杉的气孔线较白杆、红皮云杉明显，且解剖镜下观察沙地云杉针叶上面的气孔线以5条占优势，下面的气孔线以4条占优势，而白杆针叶上面和下面的气孔线分别以6条和4条占优势，红皮云杉上面和下面的气孔线则分别以4条和3条占优势；沙地云杉的球果成熟前为紫色，成熟后为褐色，而白杆和红皮云杉球果成熟前为绿色，成熟后分别为褐黄色和褐色；通过针叶解剖结构观察发现沙地云杉针叶内以无树脂道占优势，而白杆及红皮云杉则分别以1个和2个树脂道占优势；沙地云杉花粉侧面观体与气囊形成凹角，帽缘变薄，气囊上网眼较深且细。外壁表面不平，具颗粒状纹饰，但颗粒状状纹饰较白杆颗粒状状纹饰大且明显；红皮云杉花粉侧面观体与气囊不形成凹角，帽缘变薄，气囊上网较大且较浅。外壁表面平，具短条状纹饰；白杆花粉侧面观体与气囊稍形成凹角，帽缘不变薄，气囊上网细且浅。外壁表面不平具颗粒状纹饰。 本试验采用改良的CTAB法提取沙地云杉、白杆及红皮云杉共10个居群的基因组DNA，并利用16个随机引物对三种云杉属植物共10个居群进行多态性DNA扩增，对比研究沙地云杉的遗传多样性，共检测到172个位点，平均每个引物扩增带数为10.75条，其中多态位点119个，占69.19％，说明云杉居群具有较丰富遗传多样性，表现出了RAPD标记较高多态性检测率。采用PopGen32软件计算出对三种云杉属植物居群间的的Nei's多样性指数（h）和Shannon's多样性指数（i），试验结果表明Nei's多样性指数（h）和Shannon's多样性指数（i）作为衡量遗传多样性的重要指标。在沙地云杉3个居群、红皮云杉的3个居群和白杆的4个居群中均具有一致的变化趋势，且沙地云杉居群均高于红皮云杉及白杆居群，说明沙地云杉较红皮云杉及白杆的遗传多样性水平高。根据遗传距离和遗传关系的聚类图可以看出：沙地云杉先与白杆聚在一起，二者再与红皮云杉聚为一大类，说明沙地云杉与白杆的亲缘关系较与红皮云杉近。 本试验结合形态学、解剖学、孢粉学和RAPD的研究结果，支持将沙地云杉作为一个独立种的结论。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 引言

1.1 植物遗传多样性研究概述

1.1.1遗传多样性的含义

1.1.2植物遗传多样性的研究方法

1.1.3遗传多样性研究的意义

1.1.4 RAPD在植物遗传多样性研究中的应用

1.1.5 RAPD技术在检测云杉属植物遗传多样性中的应用

1.2植物系统学的研究概况

1.3 杉属植物研究概述

1.3.1杉概述

1.3.2杉的生物生态学特性简述

1.3.3沙地云杉的研究概况

1.4本研究的目的意义

2试验材料与方法

2.1 形态学、解剖学及孢粉学的研究

2.1.1实验材料

2.1.2实验方法

2.2 RAPD分析

2.2.1试验材料的采集和处理

2.2.2试验仪器、试剂及方法

3结果与分析

3.1沙地云杉、白杆及红皮云杉外部形态特征

3.2沙地云杉、白杆及红皮云杉叶片的解剖特征

3.3沙地云杉、白杆及红皮云杉的花粉特征

3.4RAPD分析

3.4.1提取总DNA质量

3.4.2 RAPD随机引物的筛选

3.4.3沙地云杉与白杆及红皮云杉的遗传多样性分析

3.4.4沙地云杉、白杆及红皮云杉居群间的遗传分化

3.4.5沙地云杉与白杆及红皮云杉的聚类分析

4讨论与小结

4.1沙地云杉及白杆、红皮云杉的形态及解剖特征研究

4.2 总基因组DNA的制备

4.3RAPD标记在本研究中的可行性和可靠性

4.4沙地云杉、白杆及红皮云杉的聚类分析

4.5沙地云杉、白杆及红皮云杉亲缘关系的探讨

5结论

致 谢

参 考 文 献

附 录

作 者 简 介