水杉木材DNA提取及DNA条形码分析

论文摘要

-直以来,木材的经典鉴定工作都建立在木材的形态学和解剖学的基础上,而由于在分类学中近缘物种的木材结构非常相似,这给木材鉴定工作带来了许多的困难。如果木材可以很容易地使用DNA检测手段进行研究,那么,这会在木材鉴别,认证,考古学和古植物学上得到更广泛的应用。而解决这个问题的关键在于木材中DNA的提取以及有效的比对鉴定方法,国内外对此方面的研究报道甚少。因此,探讨木材中DNA的提取方法以及木材DNA分子水平鉴定的有效途径,不仅具有理论学术上的意义而且有较好的应用前景。本研究首先采用不同的DNA提取方法对现生水杉木材进行DNA提取,并对其提取过程进行优化,在此基础上,对不同部位的木材,以及取材保存不同年限的木材进行DNA提取及DNA片段的扩增。最后,使用DNA条形码的研究标准,对选择扩增的片段进行了筛选。结果显示,现有的DNA提取方法在改进之后可以很好地进行木材细胞的DNA提取,对于木材DNA的提取来说,研磨、温浴时间和沉淀时间尤为重要；在木材不同部位的DNA提取中发现,边材、心材中DNA含量依次减少,且心材中DNA比边材中更容易降解；对于保存不同年限的木材而言,随着材料离体后时间的延长,DNA进行持续地降解,保存两年内的水杉木材可以提取到完整的基因组DNA,但保存5年以上的木材基本无法提取到完整的基因组DNA,而PCR扩增也只能扩增到750bp以下的片段,对于长年埋藏于地下的阴沉木来说,实验证明,PCR扩增是无法进行的。运用DNA条形码比对筛选分析,即序列特征分析,遗传距离秩和检验,barcoding gap检验,表明序列ITS2、tmL-F均比较符合DNA条形码的要求,可以作为杉科木材鉴定的序列。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 前言
• 1.1 木材鉴定技术的研究进展
• 1.1.1 木材识别技术的发展
• 1.1.2 分子生物学在木材鉴定中的应用
• 1.1.3 木材基因组DNA提取的研究
• 1.1.4 使用分子标记进行木材鉴定的研究
• 1.2 DNA条形码技术的发展和应用
• 1.2.1 DNA条形码概念
• 1.2.2 植物DNA条形码中的候选片段
• 1.2.3 DNA条形码的分析方法
• 1.3 杉科孑遗植物——水杉
• 1.4 研究目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验试剂和仪器
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 DNA的提取
• 2.3.2 样品DNA的PCR扩增
• 2.3.3 DAN条形码序列分析
• 3 结果与分析
• 3.1 DNA的提取
• 3.1.1 DNA提取前处理
• 3.1.2 现生木材DNA提取方法的优化
• 3.1.3 现生木材DNA PCR扩增及纯化前后比较
• 3.1.4 水杉木材不同部位DNA的提取及PCR扩增
• 3.1.5 不同年限的水杉木材DNA的提取及PCR扩增
• 3.1.6 扩增片段测序,鉴定
• 3.2 序列分析
• 3.2.1 不同片段序列分析
• 3.2.2 各编码序列属间属内变异
• 3.2.3 不同序列的barcoding gap分析
• 4 讨论
• 4.1 木材DNA的提取
• 4.2 DNA条形码的筛选
• 5 结论与展望
• 参考文献
• 致谢