基于cpDNA序列分析和荧光原位杂交的石蒜属种间关系和杂种起源的研究

论文摘要

石蒜属（Lycoris Herb.）是石蒜科（Amaryllidaceae）一类具鳞茎的多年生草本植物,全世界约20种左右,我国有15种及1变种,10种为中国特有,主产我国长江以南以及日本、韩国,老挝和缅甸也各有1到2种。石蒜属植物是一类优良的观赏和药用植物,具有很高的经济价值。同时,石蒜属植物的染色体核型变异大,且易于观察,也是细胞生物学和系统发育等领域研究的好材料。本研究选取了石蒜属有代表性的15个种以及2个遗传背景清楚的人工杂种,共20个材料,通过cpDNA trnL-F和atpB-rbcL序列分析,结合形态和染色体核型特征,进一步研究石蒜属种间关系和可能的杂交起源,结果表明:20种材料被分成两大支,各支具有很高的自展值支持及分辨力:第一支包括了杂种1、杂种2、矮小石蒜L.radiata var.pumila、麦秆石蒜L.straminea、江苏石蒜L.houdyshelii、二倍体石蒜L.radiata var.radiata、三倍体石蒜L.radiata var.radiata、黄花石蒜L.flavescens、血石蒜L.sanguinea var.sanguinea、红蓝石蒜L.haywardii、玫瑰石蒜L.rosea、换锦花L.sprengeri、短蕊石蒜L.caldwellii和乳白石蒜L.albiflora。第二支包括中国石蒜L.chinensis、忽地笑L.aurea、长筒石蒜L.longituba、香石蒜L.incarnata、鹿葱L.squamigera、黄长筒石蒜L.longtiba var.flava和安徽石蒜L.anhuiensis。cpDNA序列揭示的石蒜属种间关系,与ITS研究的结果相似,与染色体核型的分类结果相吻合,即具有近端部着丝粒（A）染色体的种与具有中部（M）和端部（T）着丝粒染色体的种各成一支;不同之处在于具有中部、端部和近端部着丝粒混合型染色体的种分散在这两支内,进一步证明具有中部、端部和近端部三种着丝粒类型染色体组的石蒜是杂交起源的假设。结合2个人工杂交种分析,依据cpDNA母系遗传特点,揭示换锦花为短蕊石蒜和乳白石蒜的母本,矮小石蒜为麦秆石蒜和江苏石蒜的母本。通过改进染色体制片技术、摸索探针标记方式与原位杂交流程,利用原位杂交技术对石蒜属杂交起源进行了初步研究,为进一步揭示二倍体杂交起源奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 石蒜属研究概述及研究内容
• 第一节 石蒜属概述
• 1 石蒜属性状及习性
• 2 地理分布
• 第二节 石蒜属的研究进展
• 1 分类学研究
• 2 形态学及孢粉学
• 3 细胞分类学
• 4 系统发育研究
• 5 石蒜的经济价值
• 第三节 植物分子系统学
• 1 植物分子系统学概述
• 2 序列分析在植物分子系统学中的应用
• 第四节 荧光原位杂交研究概述
• 1 原位杂交技术的历史
• 2 原位杂交技术的主要应用
• 3 原位杂交技术的新进展
• 4 荧光原位杂交技术在植物进化中的作用
• 第五节 研究的目的意义
• 1 存在问题
• 2 研究目的和意义
• 第二章 叶绿体DNA序列分析
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 基因组DNA的提取
• 2.2.2 PCR扩增
• 2.2.3 PCR产物的纯化和测序
• 2.2.4 DNA序列分析
• 2.2.5 联合序列分析
• 3 结果
• 3.1 trnL-F序列分析
• 3.2 atpB-rbcL区序列分析
• 3.3 联合数据分析
• 4. 讨论
• 4.1 系统发育和种间关系
• 4.2 M+T+A型染色体组成种的杂交起源和分类地位
• 第三章 石蒜属植物5S rDNA的FISH定位
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.1.3 供试材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 基因组DNA提取、纯化和定量
• 2.2.2 荧光原位杂交
• 3 结果
• 3.1 常规制片
• 3.2 探针的制备及引物筛选
• 3.3 杂交
• 4 讨论
• 4.1 荧光原位杂交技术
• 4.2 原位杂交结果讨论
• 4.3 进一步研究
• 第四章 基于基因组原位杂交技术（GISH）的石蒜属植物种间杂种的确定
• 1 引言
• 2 材料及方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.1.3 供试材料
• 2.2 方法
• 2.2.1 基因组DNA的提取、纯化
• 2.2.2 基因组DNA质量及浓度检测
• 2.2.3 根尖染色体制片
• 2.2.4 染色体制片的前处理
• 2.2.5 探针的标记
• 2.2.6 封阻DNA的剪切
• 2.2.7 探针及染色体的变性和原位杂交
• 2.2.8 杂交后洗脱
• 2.2.9 探针染色
• 2.2.10 反染
• 3 结果
• 3.1 基因组DNA的提取及定量
• 3.2 探针DNA及封阻DNA检测
• 3.3 原位杂交结果
• 4 讨论
• 4.1 影响GISH杂交结果的因素
• 4.2 杂交结果的讨论
• 4.3 进一步研究
• 参考文献
• 致谢