何首乌野生种质资源地理变异与种源初步选择

论文题目: 何首乌野生种质资源地理变异与种源初步选择

论文类型: 博士论文

论文专业: 森林培育

作者: 王凌晖

导师: 曹福亮

关键词: 何首乌,遗传多样性,组织培养,生长和生理,蒽醌,种源选择

文献来源: 南京林业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 何首乌(Polygonum multilorum Thunb.)为蓼科的多年生缠绕草质藤本植物,其块根及藤均为名贵的大宗中药材,在保健和化工等方面也有广阔的开发前景。本文对全国10 个省份何首乌野生种源的遗传差异和生理、生长及质量性状差异进行研究,取得的主要研究结果如下: 1.通过主成分和聚类分析方法,依据叶性状,将31 个何首乌野生种源划分为三大类。2.通过改进CTAB 法提取出高质量的DNA,首次建立了RAPD 标记在该物种上的良好反应体系。3.从300 对引物中筛选出40 对稳定且重复性好的引物进行扩增,发现野生何首乌种源具有较高的多态性(69.5%);所检测到的228 条多态位点的平均有效等位基因数目(Effective number of alleles)为1.4556,平均基因多样度(Nei’s gene diversity)为0.2781,平均信息指数(Shannon’s Information index)为0.4329,研究显示了何首乌野生种源具有较丰富的遗传多样性;聚类分析将31 个何首乌野生种源划分为四大类,与叶性状的地理变异基本相吻合,表明各种源间的亲缘关系与地理分布相符。4.扦插试验结果表明31 个种源的扦插成活率有显著差异;茎段组织培养研究表明何首乌芽的芽增殖培养配方以MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.05mg/L 和MS+ 6-BA0.5mg/L+NAA0.02 mg/L培养基较好,生根诱导以1/2MS+6-BA1.0mg/L +NAA0.1mg/L或1/2MS+ 6-BA0.5mg/L +NAA0.05mg/L 培养基较好5.研究表明: 10 个何首乌种源在生长、生理及质量各性状方面均存在显著或极显著差异,其中:(1)普定、环江和南京种源的总藤长生长迅速,高州、泰山和南京种源的块茎生长较快,而高州、环江和恩施种源的总生物量较高;(2)北方种源的光合速率比南方种源略高,但在单株光合产率上,环江、高州和恩施等南方种源较高,这与总生物量的表现一致;此外南方种源的PSⅡ光化学效率比北方种源高;各种源叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、硝酸还原酶活性和过氧化物酶活性在各月份的变化差异显著;(3)何首乌各种源在块根、藤和叶片中的6 种金属元素含量变化差异显著;(4)泰山、嵩县和峨眉种源的总蒽醌含量较高,但高州和泰山种源的结合型蒽醌有效经济产量高于其它种源。　6.通过性状间相关分析,选出11 个性状指标作为何首乌种源选择的指标。　7.通过主成分分析和因子得分模型分析,初步筛选出2 个适合在江苏省推广的优良何首乌种源。

论文目录:

致谢

发表的主要论文

摘要

Abstract

前言

1 何首乌生物学特性及分布

1.1 何首乌形态特征

1.2 生物学特性及分布

2 何首乌的开发及经济价值

2.1 主要成分、药理及功效

2.2 我国何首乌产业现状

3 研究目的及意义

第一章 文献综述

1 何首乌野生资源现状

2 何首乌种质资源与药材质量

3 何首乌根、茎、叶形态变异分析和鉴定

4 分子标记技术及其在药用植物资源研究中的应用

4.1 分子标记种类及性质

4.1.1 几种主要的分子标记

4.1.1.1 RFLP

4.1.1.2 RAPD/DAF/SCAR

4.1.1.3 AFLP

4.1.1.4 SSR/ISSR

4.1.1.5 SNP

4.1.1.6 SSCP/DGGE/TGGE

4.1.2 主要分子标记之间的比较

4.2 分子标记技术在药用植物资源在药用植物资源研究中的应用

4.2.1 分子标记技术在药用植物资源分类的应用

4.2.2 分子标记技术在药用植物资源物种进化与亲缘关系研究

4.2.3 优良品种和种子种苗鉴别

4.2.4 遗传图谱的建立与基因定位

4.2.5 分子标记的辅助育种

4.2.6 中药真伪、近缘药材及代用品鉴别

4.2.7 药材的野生类型与栽培品种的研究

4.2.8 粉末、中成药鉴别

4.2.9 道地药材研究

4.2.10 生药质量标准化的DNA 分子刻划

5 何首乌人工栽培现状及研究进展

5.1 何首乌人工栽培现状

5.2 何首乌人工栽培技术的应用和研究进展

5.2.1 何首乌繁殖技术

5.2.1.1 扦插育苗研究

5.2.1.2 种子繁殖

5.2.1.3 块根繁殖

5.2.1.4 组培育苗技术研究

5.2.2 何首乌丰产栽培技术的研究

5.2.2.1 选地整地

5.2.2.2 定植技术

5.2.2.3 田间管理

5.2.2.4 施肥技术

5.2.2.5 病虫害防治技术

5.2.3 何首乌的收获和加工利用

6 生理指标在种源选择中的应用

第二章 何首乌野生种质资源的叶性状变异及聚类分析

1 实验材料

2 实验方法

2.1 指标测定

2.2 统计分析方法

3 结果与分析

3.1 叶性状变异

3.2 叶性状间的相关关系

3.3 主成分分析

3.3.1 特征根

3.3.2 主成分函数

3.3.3 主成分值分析

3.4 聚类分析

4 结论与讨论

4.1 性状变异

4.2 性状间的相关关系

4.3 主成分分析

4.4 聚类分析

第三章 何首乌野生种质资源的RAPD 分析

1 实验材料

2 实验方法

2.1 基因组DNA 的提取

2.2 DNA 质量的检测

2.3 RAPD实验方法

2.3.1 PCR 反应体系的优化

2.3.1.1 镁离子浓度

2.3.1.2 dNTP 浓度

2.3.1.3 引物浓度

2.3.1.4 Taq 酶浓度

2.3.1.5 退火温度

2.3.2 引物筛选

2.3.3 PCR 产物电泳检测

2.4 数据收集及统计分析

2.4.1 PCR 扩增谱带的统计

2.4.2 遗传距离与聚类分析

2.4.3 品种遗传多样性的度量

3 结果与分析

3.1 基因组DNA 的提取及质量检测

3.2 RAPD扩增体系的建立

3.2.1 镁离子浓度

3.2.2 dNTP 浓度

3.2.3 引物浓度

3.2.4 Taq 聚合酶浓度

3.2.5 退火温度

3.3 RAPD引物筛选与扩增片断多态性

3.4 遗传距离和聚类分析

3.5 何首乌种质资源品种群的划分

3.6 何首乌野生种质资源的数字指纹码

3.7 何首乌野生种质资源的遗传多样性

4 结论与讨论

4.1 基因组DNA 的提取

4.2 RAPD反应体系

4.3 RAPD引物筛选

4.4 品种指纹图谱

4.5 栽培品种的聚类分析

4.6 野生种源的遗传多样性

第四章 何首乌野生种源生长、生理及质量性状地理变异研究

1 实验材料

2 试验地概况

3 实验方法

3.1 扦插育苗和种植

3.2 花期、种子成熟期及种子性状的观测

3.3 生长指标的测定

3.4 生物量的测定

3.5 生理指标的测定

3.5.1 光合指标的测定

3.5.2 叶绿素荧光的测定

3.5.3 叶绿素含量的测定

3.5.4 可溶性蛋白质含量的测定

3.5.5 硝酸还原酶活性的测定

3.5.6 过氧化物酶活性的测定

3.6 金属元素的测定

3.7 蒽醌类成分含量的测定

4 统计分析

5 结果与分析

5.1 何首乌种源花期、种子成熟期及种子性状的地理变异

5.1.1 何首乌各种源开花物候期和结实物候期地理变异

5.1.2 何首乌各种源种子性状的变异

5.2 何首乌种源生长节律和生长动态差异分析

5.2.1 何首乌种源生长节律

5.2.2 何首乌种源总藤长生长动态差异分析

5.2.3 何首乌种源总地径生长动态差异与基部总萌条数差异分析

5.2.4 何首乌种源单株叶面积生长动态差异分析

5.3 何首乌种源生物量的地理变异

5.3.1 何首乌种源生物量的种内和种间变异

5.3.2 何首乌种源各生物量指标种源间方差分析和多重比较

5.3.3 何首乌种源各器官生物量分配格局

5.4 何首乌种源生理指标的动态变化和变异

5.4.1 何首乌种源叶绿素的动态变化和变异

5.4.2 何首乌种源可溶性蛋白质的动态变化和变异

5.4.3 何首乌种源硝酸还原酶的动态变化和变异

5.4.4 何首乌种源过氧化物酶的动态变化和变异

5.4.5 何首乌种源光合指标的动态变化和变异

5.4.5.1 光合速率

5.4.5.2 蒸腾速率

5.4.5.3 气孔导度

5.4.5.4 细胞间CO_2 浓度

5.4.5.5 单株光合产率

5.4.6 何首乌种源叶绿素荧光的动态变化和变异

5.4.6.1 各种源PSⅡ原初光能转换效率的差异分析

5.4.6.2 各种源PSⅡ原初光能转换效率的日变化

5.5 何首乌种源块根性状与外观形态的地理变异

5.6 何首乌种源藤、叶、块根中金属元素的地理变异

5.6.1 何首乌种源藤中金属元素的地理变异

5.6.2 何首乌种源叶片中金属元素的地理变异

5.6.3 何首乌种源块根中金属元素的地理变异

5.6.4 何首乌种源藤、叶、块根中金属元素分配比例

5.7 何首乌种源蒽醌类成分含量的地理变异规律

5.7.1 何首乌种源蒽醌类成分含量的测定

5.7.2 何首乌种源蒽醌类成分含量的地理变异

5.7.3 何首乌种源结合型总蒽醌有效经济产量的地理变异

6 结论与讨论

6.1 花期、种子成熟期的变异

6.2 种子性状的变异

6.3 生长节律和生长动态的变异

6.4 单株叶面积生长动态的变异

6.5 生物量的地理变异

6.6 叶绿素、可溶性蛋白质、硝酸还原酶和过氧化物酶的变异

6.7 光合指标的变异

6.8 叶绿素荧光的变异

6.9 何首乌种源块根性状与外观形态的地理变异

6.10 藤、叶、块根中金属元素的地理变异

6.11 蒽醌类成分含量的地理变异规律与药材质量

第五章 何首乌种源初步选择

1 实验材料与方法

2 数据处理

3 结果与分析

3.1 不同种源生长性状与生物量性状间的相关性分析

3.2 不同种源生物量各性状间的相关性分析

3.3 不同种源光合指标与生物量性状间的相关性分析

3.4 不同种源生理指标与生物量性状间的相关性分析

3.5 不同种源叶绿素荧光与生物量性状间的相关性分析

3.6 不同种源蒽醌类成分与生物量性状间的相关性分析

3.7 何首乌种源选择

4 结论与讨论

4.1 生长性状与生物量性状间的相关性分析

4.2 生理指标与生物量性状的相关分析

4.3 不同种源蒽醌类成分与生物量性状间的相关性分析

4.4 何首乌种源选择

第六章 何首乌野生种质资源的无性繁殖研究

1 实验材料

2 实验方法

2.1 扦插繁殖试验

2.2 茎段组织培养

2.2.1 外植体的准备

2.2.2 培养条件

3 数据处理

4 结果与分析

4.1 各种源扦插繁殖试验成活率差异分析

4.2 茎段组织培养

4.2.1 茎段腋芽的诱导

4.2.2 芽的继代增殖培养

4.2.3 根的诱导

4.2.4 生根苗移栽

5 结论与讨论

5.1 各种源扦插繁殖成活率

5.2 茎段组织培养

5.2.1 何首乌芽的增殖培养

5.2.2 生根诱导培养基的采用

第七章 总结论与讨论

1 基本结论

1.1 何首乌野生种源叶性状变异

1.2 何首乌野生种源的遗传多样性

1.3 何首乌繁殖技术

1.4 何首乌主要经济性状的地理变异

1.5 何首乌生长、生理与生物量等性状间相关关系

1.6 何首乌的种源选择

2 讨论与建议

2.1 何首乌发展存在的问题和建议

2.2 加快何首乌野生种源的鉴定、分类、产量与质量分析以及良种选育工作

2.3 何首乌种质资源基因库的建立

2.4 何首乌施肥技术的研究

2.5 何首乌栽培生理和生化方面的研究

2.6 何首乌病虫害综合防治技术的研究

2.7 加强何首乌药理成分研究和综合开发利用的研究

3 本研究的特色

4 本研究不足之处

参考文献

详细摘要

发布时间: 2005-12-30

参考文献

• [1].红景天种子休眠生理与蛋白质HPLC生化标记鉴定技术的研究[D]. 王强.浙江大学2003
• [2].彩色棉GhF3’H与GhF3’5’H基因的克隆、鉴定及四种类黄酮物质的HPLC分析[D]. 田新惠.石河子大学2010
• [3].道地性川贝母的生物学研究及其GF14基因的克隆[D]. 李玉峰.四川大学2002

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• [5].川乌（Aconitum carmichaeli Debx.）生物学与遗传多样性研究[D]. 侯大斌.四川农业大学2005
• [6].梅花种质资源的亲缘关系分析和遗传多样性分子评价[D]. 杨朝东.华中农业大学2005
• [7].铁皮石斛种质资源与组培工厂化生产研究[D]. 徐程.浙江大学2006
• [8].何首乌中二苯乙烯苷的制备及抗氧化机理研究[D]. 吕丽爽.江南大学2006

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