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古太子莲、太空莲与三种现代莲亲缘关系及光合特性的研究

2020-11-22阅读(725)

古太子莲、太空莲与三种现代莲亲缘关系及光合特性的研究

论文摘要

莲属(Nelumbo Adans)被认为是最早的被子植物之一,它兼有双子叶和单子叶植物的特征,在被子植物系统演化中占据着相当独特的地位。莲子在无可见光的情况下能合成叶绿素,这在高等植物中亦很少见,另外莲子是有名的长寿种子,在地层沉寂几百年甚至上千年后仍能萌发长成幼苗,莲的这些特性引起了国内外学者关注。 本研究利用AFLP技术对古太子莲、太空莲及三种现代莲(舞妃莲、牡丹莲和美洲黄莲)进行了DNA多态性分析,选用56对具有三个选择性碱基的引物进行扩增,检测出2550条带,其中多态性条带为1445条,占56.7%,用UPMGA方法进行聚类分析,结果显示了五种莲的亲缘关系。在相似系数为0.63时,将它们分成美洲黄莲与亚洲莲两大类群,在相似系数0.75附近将这五个品种分为三大类即美洲黄莲、亚洲莲和美洲黄莲及亚洲莲的杂交后代。 接着从结构和功能两个方面比较了这五种莲的光合特性,探究不同时空对它们光合特性产生的影响。结构方面,我们对五个样品叶绿体的显微和超微结构进行观察,结果发现古太子莲与三种现代莲的叶绿体超微结构相似,都具有典型高等植物叶绿体的形态特征;但太空莲与其它几种现代莲相比,叶绿体发生了很大变化,没有明显的基粒和基质结构之分。功能方面,采用常规的叶绿体提取方法制备了五种莲叶绿体,检测了① 叶绿素a、b的含量 ② 吸收光谱及二、四阶导数 ③ 荧光光谱等指标。结果表明:在现代莲中,美洲黄莲的叶绿素含量最高,说明莲属中美洲黄莲与亚洲莲两大类群之间尽管形态相似,但光合作用方面还存在微小差别;经过微重力处理的太空莲叶绿素含量与两种现代亚洲莲(舞妃莲、牡丹莲)基本相似;而古太子莲的叶绿素含量却明显降低。通过荧光光谱的检测,我们发现太空莲与其他三种现代莲相比,光系统Ⅱ的活性较弱,推测太空的微重力和射线影响它光系统Ⅱ的活性。 本文得到的五种莲亲缘关系结果与它们的系谱非常吻合。对其光合特性的研究证实了古莲光合特性与现代莲相似;而太空莲的叶绿体结构和功能却发生了变化,主要表现为光合系统Ⅱ降低。

论文目录

  • 缩略词
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 前言
  • 一、莲的生物学背景
  • 1 莲的特性及分类学地位
  • 2 古莲的发现及研究
  • 3 莲的经济价值
  • 二、AFLP技术及其在植物分类中的应用
  • 1 AFLP技术简介
  • 2 AFLP技术的应用
  • 三、光合作用研究
  • 四、立项依据及设计思路
  • 第二章 材料与方法
  • 一、实验材料
  • 二、实验试剂的配制
  • 1 AFLP分析试剂
  • 2 光合特性研究试剂
  • 三、实验方法
  • 1 AFLP分析
  • 2 光合特性研究
  • 第三章 结果与讨论
  • 一、AFLP结果与分析
  • 1 五种莲基因组DNA的检测
  • 2 基因组DNA的酶切连接及预扩增
  • 3 选择性扩增结果分析
  • 二、光合特性的研究
  • 1 光合膜结构分析
  • 2 光合膜功能分析
  • 三、讨论
  • 第四章 小结与展望
  • 一、小结
  • 二、展望
  • 参考文献
  • 在读期间发表文章情况
  • 致谢
  • 附录一：56对引物组合方式表
  • 附录二：引物序列表

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