青甘韭的隐型分化与多倍体起源研究

论文摘要

杂交和多倍化是植物进化的主要力量,是现今被子植物高度多样化的主要驱动力。已有研究表明自然界中大多数多倍体是通过未减数配子的融合而形成,并且多倍体物种是通过多次独立的多倍化过程而重复发生。迄今为止,对过去经历过反复气候波动的青藏高原及其邻近地区植物物种多倍体起源、扩散以及适应机制的研究鲜有报道。本研究选取广布于青藏高原及邻近地区的青甘韭Allium przewalskianum Regel. （Alliaceae）植物,通过AFLP分子标记,核基因ITS和CHS三套分子数据研究了该形态物种二倍体-四倍体复合体的进化历程以及四倍体的起源扩散方式。本研究选取青甘韭二倍体-四倍体复合体整个分布区域内28个居群共157个个体进行AFLP分析。研究结果表明二倍体种群明显可以分为几个不同的族群,而青海北方及周边地区的四倍体也与青藏高原台面上的四倍体居群有着明显的区别。对每个居群随机选取了1-2个个体进行核基因ITS和CHS片段的扩增测序,其中ITS片段得到了34种单倍型,CHS基因得到了75种单倍型。系统发育分析分别得到了明显的五个分支,将二倍体和四倍体居群分为明显不同的几个族群,这与核AFLP数据得到的结果一致。由此推测,二倍体青甘韭由避难所向周边地区及南方扩张的过程中发生了隐型分化,至少分化为五个不同的地理宗（geographic races）。青海北方及周边的四倍体为北方和中部的二倍体居群经杂交和多倍化形成,而青藏高原台面上的四倍体为中部和高原台面上的二倍体居群经杂交和多倍化形成。位于四川中部的四倍体居群可能是另一次独立的起源。综合上述结果推测,青甘韭四倍体至少经历过三次不同的起源,而由不同地理宗形成的隐型异源四倍体也比同源四倍体和亲本二倍体具有更强的占领新生境和适应新环境的能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 多倍体概述
• 1.1.1 多倍化的范围
• 1.1.2 多倍体的形成途径
• 1.1.3 多倍体的重复发生
• 1.1.4 多倍体广泛存在的因素
• 1.1.5 多倍体的分类
• 1.1.6 多倍化过程中基因组的进化
• 1.1.7 多倍体的应用价值
• 1.2 多倍体研究的模式植物及研究方法的进展
• 1.3 本研究用到的实验手段
• 1.4 本实验研究背景及拟解决问题
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 主要仪器与试剂
• 2.3 DNA的提取
• 2.4 AFLP分子标记实验
• 2.5 核基因ITS与CHS片段的PCR扩增
• 2.6 核基因ITS和CHS片段的克隆测序
• 2.6.1 感受态的制备
• 2.6.2 PCR产物的切胶纯化
• 2.6.3 目的片段与载体的连接
• 2.6.4 转化与克隆
• 2.6.5 测序
• 2.7 数据分析
• 3 研究结果
• 3.1 基于AFLP分子标记的居群遗传结构
• 3.2 核基因ITS数据结果
• 3.3 低拷贝核基因CHS数据结果
• 4 讨论
• 4.1 青甘韭二倍体的隐型分化与四倍体形成
• 4.2 青甘韭的多次起源与异源四倍体的进化优势
• 4.3 本研究关于核基因片段的一些问题
• 参考文献
• 硕士期间研究成果
• 致谢