黑龙江流域野生莲的遗传多样性

论文摘要

莲（Nelumbo nucifera Gaertn）是一个古老的孑遗物种,在系统与进化研究中有重要意义。又是食用、药用和观赏资源,还蕴藏着丰富的文化内涵。 野生莲是栽培莲的祖先,是培育优良莲品种的天然基因库。黑龙江流域是我国确实存在野生莲的少数地区之一。考古学者曾在黑龙江省依兰县第三纪的地层中发现莲叶化石。虽然有些学者于10年前对黑龙江省的野生莲做过资源调查和形态方面的观测,但对整个黑龙江流域野生莲的资源现状、遗传多样性的水平及分布格局等方面的研究仍为空白。 本文作者于2004年8-9月和2005年7-8月两次对黑龙江流域野生莲资源进行了实地考查和取样工作。两次踏查共发现56处野生莲的分布点,涉足45处莲的自然分布点,14处移栽点。在俄罗斯境内找到8个分布点。这些莲群体有些生长在人口密集的都市中,有些则在荒无人烟的沼泽中繁衍生息。作者将这些分布点用GPS进行了准确定位,同时与多数分布点建立了通讯联系,便于今后的跟踪监测。作者将野生莲群体的生存状况与前人调查的结果对比,随着降水量的减少和人们对湿地资源的不合理开发,黑龙江流域的野生莲面临着生境片断化、种群的面积减小甚至正在消失的严重威胁。随着风景点的建设引入栽培品种,当地的野生莲面临栽培品种基因污染的形势越来越严峻。 作者分别用RAPD、ISSR和SSR三种分子标记方法,在野生莲个体和群体水平上分析了遗传变异的大小及其遗传结构。 作者用RAPD和ISSR分子标记方法对来自黑龙江省47份野生莲、俄罗斯兴安斯克保护区的2份野生莲和中国其他省份的27份栽培莲进行了遗传多样性研究。20条RAPD引物共扩增出113个位点,多态位点占71.68%,期望杂合度0.1583。其中,野生莲的多态位点占50.44%,期望杂合度0.1241;栽培莲的多态位点占53.98%,期望杂合度0.1651。16条ISSR引物扩增出90个位点,多态位点占41.11%,期望杂合度0.0851。野生莲的多态位点占28.89%,期望杂合度0.0661;栽培莲的多态位点占32.22%,期望杂合度0.0963。说明野生莲的遗传多样性较低,且低于栽培莲。野生莲中,乌苏里江流域、松花江流域和黑龙江中下游流域之间的遗传分化很小,流域之间的遗传方差仅占21.68%（RAPD,Gst=0.1312）和15.11%（ISSR,Gst=0.1352）。在所有的遗传变异中,野生型和栽培型之内的遗传方差占73.25%（RAPD）和81.11%（ISSR）,野生型和栽培型之间的遗传方差占19.17%（RAPD）和13.17%（ISSR）,而3个野生流域群和1个栽培群之间的遗传方差仅占7.58%（RAPD）和5.72%（ISSR）。NJ分析表明,黑龙江流域的野生莲与其他地方的栽培莲有明显的遗传分化。在野生莲中,松花江中游地区的野生莲可能是黑龙江野生莲的残遗中心,由松花江中游向下游地区和黑龙江中下游与乌苏里江流域扩散。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 莲是一种古老的孑遗植物
• 1.1.2 莲的系统位置及形态学特征
• 1.1.3 中国的莲资源
• 1.1.4 黑龙江流域的野生莲资源
• 1.2 遗传多样性研究综述（国内外文献综述）
• 1.2.1 遗传多样性的概念
• 1.2.2 遗传多样性的研究意义
• 1.2.3 遗传多样性的检测方法
• 1.2.4 几种重要的分子标记技术
• 1.2.5 遗传多样性研究进展
• 1.3 莲遗传多样性的研究进展
• 1.3.1 莲遗传多样性的形态学研究
• 1.3.2 莲遗传多样性的细胞水平研究
• 1.3.3 莲遗传多样性的分子水平研究
• 1.3.4 莲遗传多样性研究存在的问题与展望
• 1.4 本项目的研究意义及要解决的问题
• 2 黑龙江流域野生莲的分布及资源现状
• 2.1 研究地概况
• 2.1.1 黑龙江流域的自然地理环境
• 2.1.2 黑龙江流域的文明
• 2.1.3 黑龙江流域的古气候及植物区系特征
• 2.1.4 黑龙江流域生态区域面临的压力
• 2.2 研究方法
• 2.3 研究结果
• 2.3.1 黑龙江流域野生莲的地理分布
• 2.3.2 黑龙江流域野生莲资源的生境
• 2.3.3 黑龙江流域野生莲资源的现状
• 2.3.4 黑龙江流域野生莲受到威胁的原因
• 2.4 本章小结
• 3 黑龙江流域野生莲的生物学特性
• 3.1 黑龙江流域野生莲与栽培莲的形态观测
• 3.2 黑龙江流域野生莲的生长发育状况研究
• 3.2.1 黑龙江流域野生莲的生长物候
• 3.2.2 莲的发芽能力研究
• 3.2.3 野生莲的引种栽培
• 3.3 本章小结
• 4 黑龙江流域野生莲的遗传多样性及地理式样
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 材料来源
• 4.1.2 总DNA提取
• 4.1.3 RAPD和ISSR分析
• 4.1.4 数据处理
• 4.2 结果
• 4.2.1 黑龙江流域野生莲的遗传多样性
• 4.2.2 不同群体的基因多样性及其分布
• 4.2.3 莲遗传变异的分布式样
• 4.2.4 黑龙江流域不同分布地点莲的遗传相似性
• 4.3 讨论
• 4.3.1 黑龙江流域野生莲的遗传多样性较低
• 4.3.2 黑龙江流域野生莲的起源一致性
• 4.4 本章小结
• 5 黑龙江流域野生莲种群的克隆多样性
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 材料来源
• 5.1.2 总 DNA提取
• 5.1.3 SSR引物开发
• 5.1.4 SSR分析
• 5.1.5 数据处理
• 5.2 结果
• 5.2.1 黑龙江流域野生莲种群的克隆多样性
• 5.2.2 黑龙江流域野生莲种群的基因频率
• 5.2.3 黑龙江流域野生莲种群内的克隆结构
• 5.2.4 黑龙江流域野生莲种群间的遗传关系
• 5.3 讨论
• 5.3.1 黑龙江流域野生莲种群具有克隆多样性
• 5.3.2 黑龙江流域野生莲群体的遗传多样性水平较低
• 5.3.3 黑龙江流域野生莲具有很高的遗传相似性
• 5.3.4 黑龙江流域野生莲有效群体较小
• 5.3.5 黑龙江流域野生莲的保护策略
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录Ⅰ 莲RAPD标记0/1距阵数据表
• 附录Ⅱ 莲ISSR标记0/1距阵数据表
• 附录Ⅲ 莲种群采样位点及SSR标记基因型数据表
• 学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书