珍珠黄杨遗传多样性及其资源保护与利用

论文摘要

珍珠黄杨（Buxus sinica var. parvifolia）为中国特有的珍稀濒危植物,属半岩生植物。本研究通过对其分布区的广泛调查,选择了7个天然群体和1个栽培群体,从形态性状和DNA水平,分析了珍珠黄杨群体的表型多样性和遗传多样性。从分子生态学、种群生态学、更新复壮及扦插繁殖角度系统研究了珍珠黄杨资源的保护与利用。结合表型标记和分子标记分析,探讨了珍珠黄杨相关类群的等级地位及命名。主要结论如下:①珍珠黄杨种内存在丰富的群体间、群体内表型变异,其8个群体的枝叶等17个表型性状差异显著,变异系数较大。②利用21个RAPD引物对8个珍珠黄杨群体进行遗传多样性分析,共扩增出176个（84.21 %）多态位点;21个ISSR引物共扩增出397个（91.89 %）多态位点。经POPGENE分析,Shannon信息指数在群体内为0.3039,占总遗传变异51.39 %;Gst是0.2723;Nm是1.3933（RAPD）;Shannon信息指数在群体内为0.3368,占总遗传变异82.51 %;Gst是0.1627;Nm是2.5741（ISSR）。经AMOVA分析,群体内变异为62.65 %,Φst 0.554（RAPD）;群体内变异达到77.65 %,Φst 0.223（ISSR）。基于Nei遗传距离对各群体进行聚类分析,截取λ=0.1653（RAPD）/0.0503（ISSR）,可将不同地区的珍珠黄杨分为两大类:神农架山区的为一类,而华东片珍珠黄杨归为另一类。③表型标记聚类结果表明:栽培黄杨的形态稳定一致,形态分化较小;尖叶黄杨与雀舌黄杨在形态上比较一致;珍珠黄杨各种群表型性状变异大。分子标记的UPGMA、NJ和PCA分析均支持华东片珍珠黄杨为独特的进化枝,这与其仅根据表型特征而定的分类单位相冲突,其它分类单位的聚类结果基本与传统分类结果一致。④珍珠黄杨天然种群有2个死亡高峰:第一个死亡高峰在幼苗幼树阶段,第二个死亡高峰在各种群出现的时间及强度不同。其存活曲线介于Deevey-II型与Deevey-III型之间。⑤在愈伤组织形成及根突出表皮时期,初始世代IAA,ABA和GA4水平与后继世代有明显差异并呈现一定规律。Fv,Fm,Fv/Fm,Fv/Fo,Fm/Fo这5个参数从初始世代到后继世代呈现一个明显地逐渐增大规律。荧光诱导动力学随继代次数的增加,从P相到T相的时间逐渐缩短,振荡衰减逐渐加快。⑥春季扦插中,在愈伤组织产生前后及根突出表皮时,IAA,ABA和GA4含量的变化曲线在不同品种处理之间存在明显差异并呈现一定规律。夏季扦插中,以蛭石珍珠岩为扦插基质的插穗经外源激素尤其是IBA+BA处理后,生根效果明显提高;以轻壤土为扦插基质的则以IBA+BA和ZZHY处理的效果为好。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 研究现状与立题依据
• 1.1 珍珠黄杨研究进展
• 1.1.1 珍珠黄杨的生物学特性及生态学习性
• 1.1.2 珍珠黄杨及黄杨属的研究现状
• 1.2 植物遗传多样性研究进展
• 1.2.1 遗传多样性概念及研究意义
• 1.2.2 植物群体的遗传结构
• 1.2.3 遗传多样性的度量方法
• 1.2.4 遗传多样性的检测
• 1.2.5 RAPD 的原理方法及其在植物研究中的应用
• 1.2.6 ISSR 的原理方法及其在植物研究中的应用
• 1.3 珍稀濒危植物保护的研究
• 1.3.1 珍稀濒危植物保护的基础
• 1.3.2 种群生态学
• 1.3.3 植物对环境的适应性研究
• 1.3.4 珍稀濒危植物保护展望
• 1.4 珍稀濒危植物利用的研究
• 1.4.1 植物引种驯化的研究
• 1.4.2 植物扦插繁殖的研究
• 1.5 研究目的及意义
• 2 珍珠黄杨表型多样性研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料的采集
• 2.1.2 性状的测定方法
• 2.1.3 性状的统计方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 表型数值性状的基本统计参数
• 2.2.2 群体间表型性状聚类分析
• 2.2.3 表型数值性状的因子分析
• 2.2.4 表型性状与地理因素的相关分析
• 2.3 讨论
• 2.3.1 珍珠黄杨表型变异的丰富性
• 2.3.2 珍珠黄杨表型多样性的分布格局
• 2.3.3 珍珠黄杨表型变异机理的分析
• 2.3.4 珍珠黄杨表型变异的价值
• 2.4 小结
• 3 珍珠黄杨遗传多样性和遗传结构的RAPD 和ISSR 分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 采样方法
• 3.1.2 总DNA 的提取及检测
• 3.2 RAPD 实验方案与结果
• 3.2.1 RAPD 扩增
• 3.2.2 条带判读与数据分析方法
• 3.2.3 遗传多样性的RAPD 分析
• 3.2.4 群体遗传结构的RAPD 分析
• 3.3 ISSR 实验方案与结果
• 3.3.1 ISSR 扩增
• 3.3.2 条带判读与数据分析方法
• 3.3.3 遗传多样性的ISSR 分析
• 3.3.4 群体遗传结构的ISSR 分析
• 3.4 讨论
• 3.4.1 实验程序的优化
• 3.4.2 基于RAPD 标记的主要结论
• 3.4.3 基于ISSR 标记的主要结论
• 3.4.4 珍珠黄杨的遗传特性
• 3.4.5 小结
• 4 珍珠黄杨分子生态学研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 研究材料
• 4.1.2 研究方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 遗传变异与地理因素的关系
• 4.2.2 遗传变异与表型变异的关系
• 4.3 讨论
• 4.4 小结
• 5 珍珠黄杨分类地位及其黄杨属相关类群系统学研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 表型标记研究材料
• 5.1.2 分子标记研究材料
• 5.1.3 分子标记研究流程
• 5.1.4 系统发育分析方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 表型标记的Q 型聚类
• 5.2.2 表型标记的R 型聚类
• 5.2.3 分子标记的UPGMA 聚类分析
• 5.2.4 分子标记的NJ 聚类分析
• 5.2.5 分子标记的PCA 分析
• 5.3 讨论
• 5.3.1 基于表型标记的系统发育研究
• 5.3.2 基于分子标记的系统发育研究
• 5.3.3 黄杨属相关类群的等级地位及命名
• 5.4 小结
• 6 珍珠黄杨种群生态学研究
• 6.1 研究区概况及研究方法
• 6.1.1 研究区概况
• 6.1.2 研究方法
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 生命表中数据处理
• 6.2.2 生命表的编制
• 6.2.3 存活曲线的模型检验
• 6.2.4 珍珠黄杨种群数量的谱分析
• 6.3 讨论
• 6.4 小结
• 7 珍珠黄杨更新复壮研究
• 7.1 材料与方法
• 7.1.1 激素水平更新复壮研究材料与方法
• 7.1.2 荧光动力学更新复壮研究材料与方法
• 7.1.3 不同世代地径生长量研究材料与方法
• 7.2 结果与分析
• 7.2.1 生根性状及分析
• 7.2.2 生根过程中的内源激素变化
• 7.2.3 各世代荧光动力学指标变化
• 7.2.4 各世代地径变化
• 7.3 讨论
• 7.3.1 激素水平下更新复壮讨论
• 7.3.2 荧光水平下更新复壮讨论
• 7.4 小结
• 8 珍珠黄杨扦插繁殖研究
• 8.1 材料和方法
• 8.1.1 春季扦插试验材料与方法
• 8.1.2 夏季扦插繁殖技术与生根机理研究材料与方法
• 8.1.3 半木质化嫩枝扦插材料与方法
• 8.2 结果与分析
• 8.2.1 春季不同变型扦插生根变化过程及生根性状观测
• 8.2.2 春季不同变型扦插生根过程中内源激素含量的变化情况
• 8.2.3 夏季不同激素处理扦插生根变化过程及生根性状观测
• 8.2.4 夏季不同激素处理扦插内源激素含量的变化情况
• 8.2.5 半木质化枝多因素组合扦插试验结果
• 8.3 讨论
• 8.3.1 春季不同变型扦插讨论
• 8.3.2 夏季不同激素处理扦插讨论
• 8.4 小结
• 9 总结论与讨论
• 9.1 总结论
• 9.2 珍珠黄杨的遗传多样性及其影响因素
• 9.3 珍珠黄杨的起源推断
• 9.4 珍珠黄杨种质资源保存
• 参考文献
• 详细摘要