福建山药资源品质成分与遗传多样性分析

论文摘要

山药（Dioscorea polystachya Turcz.）是一种粮、菜、饲、药、能源等兼用的高效经济作物。具有良好的食品、淀粉、饲料、医药、生物能源等工业开发前景,可以发展成为具有一定规模的特色产业。目前,福建山药存在着品种老化、种性退化、名称混乱、品质参差不齐、产业化水平不高等问题。因此,进行福建山药资源的研究,对山药的生产加工、引种育种、资源评价等都有重要意义。本研究分析了福建不同山药资源的形态多样性,并利用RAPD-PCR技术在DNA水平上对其遗传多样性进行系统的研究,且对具代表性的山药资源进行品质分析。主要研究结果如下:1、形态多样性研究用系统聚类法对15个农艺性状指标进行分析,构建遗传距离树状图,发现当绝对值距离在13-26范围时,34份山药资源根据地上部长势的强弱划分成2个大类;当绝对值距离在9-13时,生长势较弱的一类又可分为两个亚类,一类为有分枝具黄褐皮色的长状山药,另一类为棒状山药及大薯;绝对距离在8左右时,又可将棒状山药和大薯分开。2、RAPD遗传多性研究用RAPD技术对34份福建山药资源进行遗传多样性研究。从243条RAPD随机引物中筛选得到24条引物,分别对34份山药资源进行扩增,共扩增得到182条带,其中多态性带161条,多态性比例为88.5 %。应用DPS统计数据软件将差异条带进行遗传距离系数分析,构建遗传距离系数矩阵,再用非加权配对算术平均法（UPGMA）对34份资源进行分析,构建聚类分析图。发现,当遗传相似系数为0.66时,34份资源可分成4类:普通山药、田薯、扁山药和福建大薯。当遗传相似系数为0.68时,普通山药又可分为长山药和棒山药2个亚类,这与经典的园艺学分类相符,在分子水平上支持了按园艺学薯块类型对山药资源进行分类的观点。3、品质分析对山药资源进行含水量测定时发现,大棒状且生长点长的含量水量最高,达80%以上;其次为黄褐皮色的长山药;再次为大薯;皮褐色、黑褐色的棒山药含水量相对较低,最低为67.27%。用高效液相法（HPLC）测定山药皂苷和尿囊素含量,结果表明不同山药资源的皂苷和尿囊素含量均达到极显著差异,山药皂苷含量最高的为南平2,达91.54μg/g,含量最低的是建宁资源达58.40μg/g;不同山药的尿囊素含量存在极显著差异,永安2含量最高为2.03%,将乐3含量最低,仅为0.16%,从本实验结果表明,棒山药的尿囊素含量相对较高。用分光光度法对山药的可溶性糖、淀粉、多酚含量进行测定,发现将乐3可溶性糖含量最高,政和3的含量最低,分别为17.19μg/g和3.01μg/g;淀粉含量最高的是福州资源,最低的为将乐1,分别为3241.32μg/g和1036.33μg/g,从总体上看,大薯的淀粉含量会相对较高,但可溶性糖与淀粉含量之间没有密切的相关关系。政和1资源的多酚含量最高,为2.62%,永安3的含量最低,仅为0.36%。用Bradford法对山药可溶性蛋白进行定量测定,结果表明福州产地的山药资源可溶性蛋白含量最高为22.17 mg/g,政和1的可溶性蛋白含量最低,只有4.39 mg/g。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 概述
• 1.2 山药相关研究进展
• 1.2.1 山药主要成分及其功效
• 1.2.2 山药遗传育种研究进展
• 1.2.3 山药组织培养研究进展
• 1.2.4 山药资源的亲缘关系与遗传多样性研究
• 1.3 植物种质资源遗传多样性的研究
• 1.3.1 形态标记
• 1.3.2 细胞标记
• 1.3.3 生化标记
• 1.3.4 分子标记
• 1.3.4.1 RFLP 标记
• 1.3.4.2 RAPD 标记
• 1.3.4.3 AFLP 标记
• 1.3.4.4 SSR 标记
• 1.3.4.5 ISSR 标记
• 1.3.5 分子标记在植物遗传育种研究中的应用
• 1.3.5.1 遗传图谱的构建
• 1.3.5.2 基因定位
• 1.3.5.3 品种和种子纯度鉴定
• 1.3.5.4 分子标记辅助育种
• 1.4 植物有效成分的提取与测定
• 1.4.1 植物有效成分的提取方法
• 1.4.2 植物有效成分的测定
• 1.5 本研究的目的意义和技术路线
• 1.5.1 目的意义
• 1.5.2 技术路线
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 山药资源
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 福建山药农艺性状分析
• 2.2.1.1 田间试验设计
• 2.2.1.2 试验数据采集
• 2.2.1.3 统计分析
• 2.2.2 福建山药资源遗传多样性的RAPD 分析
• 2.2.2.1 基因组DNA 的提取与纯化
• 2.2.2.2 RAPD 反应体系的优化和引物筛选
• 2.2.2.3 电泳与观察
• 2.2.2.4 聚类分析
• 2.2.3 福建山药品质成分分析
• 2.2.3.1 含水量的测定
• 2.2.3.2 皂苷含量的测定
• 2.2.3.3 尿囊素含量的测定
• 2.2.3.4 可溶性糖含量测定
• 2.2.3.5 淀粉含量的测定
• 2.2.3.6 可溶性蛋白质含量测定
• 2.2.3.7 多酚含量的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 福建山药农艺性状分析
• 3.2 福建山药遗传多样性RAPD 分析
• 3.2.1 基因组DNA 含量测定
• 3.2.2 RAPD 反应体系的建立
• 3.2.3 RAPD 随机引物的确定
• 3.2.4 RAPD 扩增产物的多态性
• 3.2.5 聚类分析
• 3.3 福建山药品质成分含量分析
• 3.3.1 不同山药材料的含水量分析
• 3.3.2 山药资源皂苷含量分析
• 3.3.3 山药资源的尿囊素含量分析
• 3.3.4 山药资源的可溶性糖含量分析
• 3.3.5 山药资源的淀粉含量分析
• 3.3.6 山药资源的可溶性蛋白质含量分析
• 3.3.7 山药资源的多酚含量分析
• 4 小结与讨论
• 参考文献
• 附录I 试验材料图
• 附录II 部分试剂配方
• 致谢