秤锤树属与长果安息香属植物的保育遗传学研究

论文摘要

秤锤树属（Sinojackia Hu）与长果安息香属（Changiostyrax C．T．Chen）是安息香科（Styracaceae）的少种属，在我国这两个属共记录有7个种。本研究在进行野外调查的基础上，对秤锤树属与长果安息香属植物开展保育遗传学研究，主要的结论如下： 1．本研究通过野外调查，了解了中国秤锤树属与长果安息香属植物的地理分布、濒危现状及其迁地保护状况。调查结果表明：秤锤树属与长果安息香属植物地理分布较广，但是每个物种的居群数量和居群大小均很小。其中秤锤树（Sinojackia xylocarpa）和狭果秤锤树（S．rehderiana）已经在其模式标本产地灭绝；棱果秤锤树（S．henryi）在过去的近70年内没有采到过标本，该物种可能存在同物异名现象或已经灭绝；细果秤锤树（S．microcarpa）由于人为破坏严重，居群大小急剧下降；肉果秤锤树（S．sarcocarpa）和怀化秤锤树（S．oblongicarpa）呈零星分布且个体数量很少，处于极濒危状态。另外本次调查发现秤锤树属的一个新的分类群。秤锤树属与长果安息香属植物大多数种居群更新能力差；虽然秤锤树属与长果安息香属植物结果率较高，但是结籽率较低；坚硬的内果皮阻碍了种子的萌发，这是其居群更新的最大障碍；另外人为破坏对秤锤树属与长果安息香属植物的居群更新的影响也较大。因此，作者认为所有的秤锤树属与长果安息香属植物都应该纳入濒危植物保护的范围。 2．从秤锤树AAG富集文库中分离和筛选了24个多态性的微卫星位点，每个位点的平均等位基因数在3.3与7之间。居群水平上，每个位点的观察杂合度和期望杂合度分别为0.10-0.83和0.10-1.00。另外，这些引物在秤锤树属其它3种和长果安息香上呈多态性扩增，预示着这些微卫星标记可以为秤锤树属其它种或安息香科中秤锤树属其它近缘种的保育遗传学研究提供有利工具。 3．本研究试图通过秤锤树属7个种和外类群白辛树（Pterostyrax psilophyllus）的内转录间隔区（ITS）和叶绿体基因间隔区psbA-trnH来重建秤锤树属植物的

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 保育遗传学研究概况
• 1.2 微卫星分子标记的分离及其在濒危植物保护上的应用
• 1.2.1 微卫星位点的分离策略
• 1.2.2 微卫星DNA在濒危植物保护中的应用
• 1.3 分子系统学与稀有濒危植物保护
• 1.3.1 物种概念的界定
• 1.3.2 确立优先保护单元和鉴定值得保护的进化世系
• 1.3.3 分子系统学与濒危物种保护中的杂交问题
• 1.4 生境片断化的遗传学效应
• 1.4.1 生境片断化对植物居群遗传变异的影响
• 1.4.2 生境片断化对植物居群遗传分化的影响
• 1.4.3 生境片断化对植物居群交配系统的影响
• 1.5 迁地保护中的遗传风险
• 1.6 本研究的目的和意义
• 第2章 秤锤树属与长果安息香属植物的地理分布及其濒危现状
• 2.1 调查方法
• 2.2 调查结果
• 2.2.1 野外居群情况
• 2.2.1.1 秤锤树
• 2.2.1.2 细果秤锤树
• 2.2.1.3 怀化秤锤树
• 2.2.1.4 肉果秤锤树
• 2.2.1.5 狭果秤锤树
• 2.2.1.6 棱果秤锤树
• 2.2.1.7 黄梅秤锤树
• 2.2.1.8 长果安息香
• 2.2.2 迁地居群情况
• 2.3 濒危原因、保护建议及研究展望
• 第3章 秤锤树微卫星位点的分离及其跨种扩增
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 方法
• 3.1.2.1 植物总DNA的提取
• 3.1.2.2 DNA模板的浓度与质量检测
• 3.1.2.3 FIASCO富集文库的建立与引物设计
• 3.1.2.3.1 250ng DNA酶切
• 3.1.2.3.2 酶切后的产物连接
• 3.1.2.3.3 连接产物稀释
• 3.1.2.3.4 稀释的连接产物预扩增
• 3.1.2.3.5 杂交
• 3.1.2.3.6 富集
• 3.1.2.3.7 PCR扩增
• 3.1.2.3.8 PCR产物克隆与测序
• 3.1.2.3.9 引物设计、优化和检测
• 3.1.2.4 居群遗传参数统计
• 3.2 结果与讨论
• 第4章 秤锤树属的分子系统学研究：系统发育关系及其对保护的启示
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 总DNA的提取、PCR扩增、DNA测序以及SSR分析
• 4.1.3 序列分析及系统树的构建
• 4.2 结果
• 4.3 讨论
• 4.3.1 秤锤树属的系统发育关系
• 4.3.2 SSR分子标记在秤锤树属植物系统发育关系研究中的应用
• 4.3.3 秤锤树属植物的保护
• 第4章 附录
• 第5章 濒危植物长果安息香片断化居群的遗传分化和基因流
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 DNA提取以及微卫星标记分析
• 5.1.3 统计分析
• 5.1.3.1 居群遗传多样性与Hardy-Weinberg平衡与连锁不平衡检测
• 5.1.3.2 遗传瓶颈以及迁移—漂变平衡检测
• 5.1.3.3 居群遗传结构
• 5.1.3.4 历史基因流与近代基因流
• 5.1.3.5 地理距离与遗传距离相关性检测
• 5.2 结果
• 5.2.1 居群遗传多样性与Hardy-Weinberg平衡与连锁不平衡检测
• 5.2.2 遗传瓶颈以及迁移—漂变平衡检测
• 5.2.3 居群遗传结构与距离隔离
• 5.2.4 历史基因流与近代基因流
• 5.3 讨论
• 5.3.1 交配系统
• 5.3.2 居群遗传变异、居群大小、遗传瓶颈
• 5.3.3 居群遗传分化和基因流
• 5.3.4 长果安息香的保护
• 第6章 濒危植物秤锤树迁地条件下的遗传学风险评价
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 研究物种和研究地点
• 6.1.2 遗传多样性检测
• 6.1.3 开花物候学观测
• 6.1.4 访花昆虫
• 6.1.5 秤锤树和狭果秤锤树杂交的可能性
• 6.1.6 统计分析
• 6.2 结果
• 6.2.1 居群的遗传多样性
• 6.2.2 开花物候期
• 6.2.3 访花昆虫
• 6.2.4 秤锤树和狭果秤锤树杂交的可能性
• 6.3 讨论
• 6.3.1 遗传多样性
• 6.3.2 杂合子过量
• 6.3.3 迁地条件下的杂交风险
• 6.3.4 对濒危植物迁地保护的启示
• 第7章 总结与研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附文