滇西北报春资源及滇北球花报春核心种质的研究

论文摘要

报春花属（Primula）,世界著名的高山花卉,以其丰富绚丽的花色、各具特色的花型而备受世界花卉园艺爱好界的关注和喜爱。中国西南横断山区是报春花属现代的分布中心和多样化中心,其中云南有报春花属120余种。但是继20世纪90年代初期中国报春花科植物志的编撰工作完成之后,由于受到环境因素和人为因素（基础设施修建和旅游开发等）的影响,报春花属植物资源开始遭到破坏;同时由于报春花属植物多分布在山地高海拔区域,夏季不耐高温的习性严重限制其在中国的引种驯化和园艺开发进程。因此本研究以植物志、相关文献和标本为线索,采用线路法结合样地对滇西北地区报春种质资源进行调查,以求了解报春花具体的分布情况和种群的生存状态等;同时选取其中观赏性状突出、具有较大引种驯化的报春进行群体的遗传分析,以制定合理的保护策略。在引种驯化方面,通过相关技术措施的研究以提高报春的耐热性,同时采用mRNA差别显示技术研究报春对热激反应的差异性表达。主要结论如下:1.历时3年在滇西北地区共计调查到报春55种（含亚种和变种）,分布在18个组。本地区的报春种类占云南的近50%,并且组的分布占云南分布组的95%以上,本地区的报春种质资源丰富。种质资源具有物种多样性丰富,种群密度变化大;分布呈现明显的垂直性和集中性;生境类型复杂多样等特点。但是由于受到人为因素和自然因素的影响,报春种群的分布面积和分布范围正在减少,其中以苍山分布的薄叶粉株报春（P. membrannifolia）和丽江分布的小苞报春（P. bracteata）这两种报春的破坏程度最严重。其余多数种报春分布在海拔3000m以下的种群都受到严重的破坏,致使滇西北报春集中分布的区域由海拔2000～4000m缩减为海拔3000～4000m。2.根据观赏性状和生态因子的综合量化评价,铁梗报春（P. sinolisteri）、巴塘报春（P. bathangensis）、多脉报春（P. polyneara）、灰岩皱叶报春（P. forrestii）、海仙报春（P. poissonii）、香海仙报春（P. wilsonii）、中甸灯台报春（P. chungensis）、钟花报春（P. sikkimensis）、峨嵋报春（P. faberi）、紫花雪山报春（P. sinopurpurea）、中甸海水仙（P. monticola）、滇北球花报春（P. denticulate ssp.sinodenticulata）、高穗报春（P. vialii）、羽叶穗花报春（P. pinnatifida）和穗花报春（P. deflexa）具有较高的引种驯化价值。3.滇北球花报春野外共计调查到10个群体,分布在大理、漾濞、云龙、丽江、维西等9个区域,其中植物志和标本记载有分布的昆明、嵩明、易门、玉溪、丽江暂着山和泸水没有找到分布群体。与标本记录相比,群体的分布范围和分布面积都有一定程度的减少。构建10个群体初级核心种质300份。通过表型变异和遗传多样性性评价,其中有5个群体参与核心种质的构建;通过捕获曲线模拟遗传多态性,每个群体随机抽取27～31株,即可捕获95%以上的群体遗传多态性。滇北球花报春的核心种质包括种子、种苗和植物DNA三种形式。4. Ca2+参与作为植物体内一种重要的矿质营养元素参与滇北球花报春对高温胁迫的反应。相关的生理指标和热害指数测定结果表明:Ca2+处理（20 mmol/L）能有效抑制高温胁迫引起的滇北球花报春幼苗叶片内丙二醛含量的快速积累,促进叶片内游离脯氨酸含量的积累,同时提高和保护Ca2+-ATPase酶的活性,并使热害指数降低近40%。Ca2+处理这种化学措施能从一定程度上提高滇北球花报春的耐热性。5.采用40种引物组合筛选到滇北球花报春对照和高温胁迫间差异明显的条带111条,回收到单一性条带70条,其中有5个差异片段经过Northern杂交验证。5个差异片段在GenBank中进行序列同源性比对后发现有2个差异片段与土豆、拟南芥和烟草等植物的热激蛋白具有较高的同源性,但其结构和功能还需要进一步研究确定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 本研究的目的和意义
• 1.2 报春属植物种质资源和遗传多样性研究进展
• 1.2.1 报春花属的分布和起源探讨
• 1.2.2 报春花属的分类研究进展
• 1.2.3 报春花属野生种质资源调查进展
• 1.2.4 报春花属种质资源遗传多样性研究进展
• 1.2.5 报春花属植物的栽培和应用
• 1.2.6 报春花属的研究发展趋势
• 1.3 植物核心种质的研究进展
• 1.3.1 植物核心种质提出的背景
• 1.3.2 植物核心种质的概念及发展
• 1.3.3 植物核心种质的遗传基础
• 1.3.4 植物核心种质的构建方法
• 1.4 植物耐热性研究进展
• 1.4.1 植物耐热性机理研究进展
• 1.4.2 植物获得耐热性的途径
• 1.5 主要技术线路
• 2 滇西北报春花属种质资源调查评价
• 2.1 滇西北报春花属种质资源概况
• 2.1.1 滇西北自然环境概况
• 2.1.2 滇西北报春花属种质资源概况
• 2.1.3 滇西北报春花属种质资源分类检索表
• 2.2 滇西北报春花属种质资源分布和现状
• 2.2.1 大理地区
• 2.2.2 丽江地区
• 2.2.3 香格里拉地区
• 2.2.4 其它地区
• 2.2.5 滇西北报春花属的生存现状
• 2.3 滇西北报春花属种质资源多样性和保护
• 2.3.1 滇西北报春花属种质资源多样性特点
• 2.3.2 滇西北报春花属种质资源保护
• 2.4 报春种质资源观赏特性评价
• 2.4.1 种质资源观赏特性及园林应用前景评价
• 2.4.2 观赏形状突出有引种驯化价值的部分种的描述
• 2.5 小结
• 3 滇北球花报春核心种质的构建
• 3.1 材料
• 3.1.1 初级核心种质调查取样
• 3.1.2 表型性状变异分析的实验材料
• 3.1.3 AFLP 分子标记的实验材料
• 3.2 方法
• 3.2.1 表型性状变异分析
• 3.2.2 AFLP 实验流程与分析方法
• 3.2.3 核心种质构建分析方法和取样策略
• 3.3 滇北球花报春核心种质构建及分析
• 3.3.1 滇北球花报春初级核心种质的构建
• 3.3.2 初级核心种质表型性状变异评价分析
• 3.3.3 初级核心种质基于AFLP 分子标记的遗传多样性评价分析
• 3.3.4 滇北球花报春核心种质构建群体样本策略
• 3.3.5 滇北球花报春群体内个体样本取样策略
• 3.3.6 滇北球花报春核心种质构建及保护策略
• 3.4 讨论
• 3.4.1 遗传变异
• 3.4.2 遗传分化
• 3.4.3 群体表型多样度与遗传多样性
• 3.5 小结
• ²⁺处理对滇北球花报春耐热性的影响'>4 CA²⁺处理对滇北球花报春耐热性的影响
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 植物材料
• 4.1.2 处理取样方法
• 4.1.3 生理指标的测定
• 4.1.4 热害指数的计算
• 4.2 结果与分析
• ²⁺处理对滇北球花报春叶片丙二醛含量的影响'>4.2.1 高温胁迫下Ca²⁺处理对滇北球花报春叶片丙二醛含量的影响
• 2+处理对滇北球花报春叶片游离脯氨酸含量的影响'>4.2.2 高温胁迫Ca²⁺处理对滇北球花报春叶片游离脯氨酸含量的影响
• 2+处理对滇北球花报春叶片Ca²⁺-ATPase 酶活性影响..'>4.2.3 高温胁迫下Ca²⁺处理对滇北球花报春叶片Ca²⁺-ATPase 酶活性影响..
• 2+处理对滇北球花报春热害指数的影响'>4.2.4 高温胁迫下Ca²⁺处理对滇北球花报春热害指数的影响
• 4.3 讨论与小结
• 4.3.1 讨论
• 4.3.2 小结
• 5 热激下滇北球花报春MRNA 差异表达研究
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 植物材料
• 5.1.2 主要试剂和实验仪器
• 5.1.3 方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 RNA 质量和浓度检测
• 5.2.2 基因表达的差异条带
• 5.2.3 差异片段二次扩增和回收
• 5.2.4 差异片段的Northern 杂交验证
• 5.2.5 蓝白斑筛选结果
• 5.2.6 测序结果
• 5.2.7 序列分析
• 5.3 小结与讨论
• 6 结论
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢