樟树精油主成分变异与选择的研究

论文摘要

樟树属樟科樟属樟组植物，不仅是优良的绿化和用材树种，也是珍贵的香料树种。其根、茎、叶、枝和果均富含精油，精油的化学成分多达60多种，如芳樟醇、樟脑、黄樟油素、龙脑、柠檬醛、1，8-桉叶油素、橙花叔醛、异橙花叔醛、金合欢醇、甲基丁香酚和α-松油醇等，这些化学成分都是重要的化工原料，被广泛应用于轻化、医药、食品、香料和烟草等工业，也是重要的出口物资。 我国对樟树的非木质开发利用历史悠久，但经营手段粗放原始，尚未形成产业化开发。究其原因主要是樟树精油含量和化学成分组成及其含量变化复杂，群体和群体内个体及个体内不同器官之间的精油含量和化学成分存在显著差异，这些差异除了受遗传物质控制外，还受到立地环境、生长发育和生理生化等多种因素的综合作用，它们构成了樟树精油的遗传变异，而这方面的研究却还很薄弱。从而导致了樟树良种化水平低，精油产量不高，化学组成成分杂，精油品质差，价格不高，经济效益不如人意。 福建省是樟树主要分布区域之一，也是樟树开发基础较好的省份。结合福建省林业厅种苗攻关项目《珍贵树种樟树和楠木良种选育与快繁技术的研究》（200306），针对樟树产业化开发中基础研究薄弱问题，系统地研究樟树精油主成分的变异，并初步制定了不同生化型优良单株选择标准。 通过对福建省樟树自然分布区28个县（市）的樟树叶片；不同时间、树冠不同部位、不同立地条件、不同密度和不同繁殖后代的樟树叶片及樟树不同器官进行取样，测定精油含量，用气相色谱仪和GC／MS气质联用仪测定化学组成及其含量。并利用RAPD分子标记技术对不同生化型和种源樟树DNA进行分析。研究结果表明： 1．福建省樟树种质资源叶油含量相对比较丰富（平均得油率为1.084％），但变化较大，叶油中的化学成分复杂，不同个体差异大，主要化学成分较明朗，如芳樟醇、樟脑、1，8-桉叶油素和黄樟油素等。叶油总离子图中共显示64个峰，鉴定出58种化学成分，占叶油总相对含量的96.909％，平均含量相对较高的化学成分是芳樟醇（43.732％）、樟脑（14.431％）、1，8-桉叶油素（10.457％）、黄樟油素（7.079％）、α-松油醇（2.570％）和β-水芹烯（2.231％）等，共占叶油化学成分总含量的80.5％。 2．应用因子分析、主成分分析和聚类分析方法，对所测定的329份叶油化学成分进行综合分析与聚类。结果被聚为5种生化型，即芳樟型（叶油主成分为芳樟醇）、脑樟型（叶油主成分为樟脑）、桉樟型（叶油主成分为1，8-桉叶油素）、黄樟型（叶油主成分为黄樟油素）和杂樟型（叶油无明显的主成分），每类中的各个观测量叶油化学主成分明显且一致。芳樟、脑樟、桉

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 引言
• 1 研究背景与意义
• 2 国内外研究概况
• 2.1 樟树多用途开发利用的研究
• 2.2 樟树（组）分类的研究
• 2.3 樟树地理分布研究
• 2.4 樟树生物学和生理学研究
• 2.5 樟树（组）精油遗传变异研究
• 2.6 樟树（组）精油遗传变异的机理研究
• 2.7 樟树（组）良种选育研究
• 2.8 樟树（组）资源开发利用历史、现状与前景
• 3 研究内容和技术路线
• 3.1 主要研究内容
• 3.1.1 福建樟树叶油化学成分及其含量分
• 3.1.2 福建樟树叶油化学成分主成分分析与分类
• 3.1.3 福建樟树叶油化学成分及含量的种群变异
• 3.1.4 樟树不同生化型优良单株选择的研究
• 3.1.5 樟树叶油及主成分含量时间变异的研究
• 3.1.6 樟树不同器官和树冠不同部位精油变异
• 3.1.7 樟树精油随立地条件与密度变化的研究
• 3.1.8 樟树子代精油遗传变异的研究
• 3.1.9 樟树叶片总 DNA提取与 RAPD扩增
• 3.1.10 樟树不同生化型分子标记与分类
• 3.1.11 樟树不同种源生化型分子遗传分析
• 3.2 研究技术路线
• 第一章 不同提取条件对樟树精油得率的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料来源
• 1.2 实验仪器与条件
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 加沸水和加冷水蒸馏时间实验
• 1.3.2 樟树叶片采摘后放置时间实验
• 1.3.3 樟树叶剪碎处理与未剪碎处理实验
• 1.3.4 鲜叶与干叶实验
• 2 结果与分析
• 2.1 用沸水或冷水蒸馏时间对叶片精油得率的影响
• 2.2 樟树叶片采摘后放置时间对其出油率的影响
• 2.3 樟树叶片剪碎与未剪碎处理对其出油率的影响
• 2.4 樟树鲜叶与干叶出油率差异实验
• 3 小结与讨论
• 第二章 福建樟树叶油化学成分及其含量分析
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验仪器及方法
• 1.2.1 水蒸汽蒸馏法提取樟树叶精油
• 1.2.2 气相色谱面积归一法测定精油各化学成分含量
• 1.2.2.1 实验仪器
• 1.2.2.2 实验条件
• 1.2.2.3 精油化学成分测算方法
• 1.2.3 气质联用（GC/MS）仪测定精油化学成分
• 1.2.3.1 实验样品处理
• 1.2.3.2 实验室与实验仪器
• 1.2.3.3 实验条件
• 1.2.3.4 精油化学成分含量与鉴定
• 2 结果与分析
• 3 小结与讨论
• 第三章 福建樟树叶油化学成分主成分分析与分类
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验仪器与方法
• 1.2.1 水蒸汽蒸馏法提取樟树叶精油
• 1.2.2 气相色谱面积归一法测定精油各化学成分含量
• 1.2.3 气质联用（GC/MS）仪测定精油化学成分
• 1.2.4 分析方法
• 1.2.4.1 主成分分析
• 1.2.4.2 因子分析
• 1.2.4.3 分层聚类
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 樟树叶油化学成分主成分分析
• 2.2 樟树资源叶油化学型聚类分析
• 3 小结与讨论
• 第四章 福建樟树叶油化学成分及含量的种群变异
• 1 材料与方法
• 1.1 材料来源
• 1.2 实验仪器与方法
• 1.2.1 水蒸汽蒸馏法提取樟树叶精油
• 1.2.2 气相色谱面积归一法测定精油各化学成分含量
• 1.2.3 气质联用（GC/MS）仪测定精油化学成分
• 1.2.4 研究方法
• 2 结果与分析
• 2.1 樟树叶油主要化学类型随经纬度的变化
• 2.1.1 樟树叶油主要化学类型随经度的变化
• 2.1.2 樟树叶油主要化学类型随纬度的变化
• 2.2 樟树叶含油率及化学主成分随经纬度的变异
• 2.2.1 樟树叶片含油率及主要化学成分随经度的变异
• 2.2.2 樟树叶片含油率及主要化学成分随纬度的变异
• 2.2.3 各经纬度内樟树叶油含量及化学主成分的变异
• 2.2.3.1 各经度内樟树叶油含量及化学主成分的变异
• 2.2.3.2 各纬度内樟树叶油含量及化学主成分的变异
• 2.2.4 不同化学型樟树叶片含油率及其主成分随经纬度的变异
• 2.2.4.1 各化学型樟树叶片含油率及其主成分随经度的变异
• 2.2.4.2 各化学型樟树叶片含油率及其主成分随纬度的变异
• 3 小结与讨论
• 第五章 樟树不同生化型优良单株选择的研究
• 1. 材料与方法
• 1.1 材料来源
• 1.2 研究方法
• 2 结果分析
• 2.1 樟树各生化型叶片含油率和主成分含量
• 2.2 樟树各生化型等级划分标准与分布
• 2.3 樟树各生化型优树选择
• 3 小结与讨论
• 第六章 樟树叶油及主成分含量时间变异的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料来源
• 1.1.1 樟树叶油月变化规律研究的材料
• 1.1.2 樟树叶油日变化规律研究的材料
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 材料采集方法
• 1.2.1.1 樟树三种生化类型叶片精油月变化研究方法
• 1.2.1.2 “纯种”芳樟叶片精油月和日变化研究方法
• 1.2.1.3 芳樟叶片含水率日变化规律研究方法
• 1.2.2 实验仪器与精油测定方法
• 2 结果与分析
• 2.1 樟树叶片精油月变化的研究
• 2.1.1 樟树三种生化型叶片精油月变化的研究
• 2.1.2 “纯种”芳樟叶片精油月变化的研究
• 2.2 芳樟叶片精油日变化的研究
• 3 小结与讨论
• 第七章 樟树不同器官和树冠不同部位精油变异
• 1 材料与方法
• 1.1 材料来源
• 1.1.1 芳樟不同器官和树冠的不同部位叶片含油率和化学主成分研究的材料
• 1.1.2 樟树三种生化型不同叶龄叶片含油率和主成分含量变异研究的材料
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 材料采集方法
• 1.2.1.1 芳樟不同器官和树冠的不同部位叶片含油率和化学主成分的研究
• 1.2.1.2 樟树三种生化型不同叶龄叶片含油率和主成分含量变异的研究
• 1.2.2 实验仪器与精油测定方法
• 2 结果与分析
• 2.1 芳樟不同器官含油率和主成分含量变异
• 2.2 芳樟树冠不同部位叶片含油率和芳樟醇含量变异
• 2.3 樟树三种生化型不同叶龄含油率和主成分含量变化
• 3. 小结
• 第八章 樟树精油随立地条件与密度变化的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料来源
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 材料采集方法
• 1.2.1.1 不同坡位和坡向对芳樟叶片含油率和芳樟醇含量的影响
• 1.2.1.2 不同密度对芳樟叶片含油率和芳樟醇含量的影响
• 1.2.1.3 农田和山地芳樟叶片含油率和芳樟醇含量的影响
• 1.2.2 实验仪器与精油测定方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同坡位对芳樟叶片含油率和芳樟醇含量的影响
• 2.2 不同坡向对芳樟叶片含油率和芳樟醇含量的影响
• 2.3 不同密度对芳樟叶片含油率和芳樟醇含量的影响
• 2.4 农田与山地对芳樟叶片含油率和芳樟醇含量的影响
• 3 小结
• 第九章 樟树子代精油遗传变异的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 芳樟、脑樟和按樟有性繁殖子代叶油遗传变异材料收集与研究方法
• 1.2 黄樟有性繁殖子代叶油遗传变异材料收集与研究方法
• 1.3 芳樟无性繁殖后代叶油遗传变异材料收集与研究方法
• 1.4 实验仪器与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 樟树不同生化型有性繁殖子代叶油的遗传变异
• 2.2 芳樟无性繁殖后代叶油的遗传变异
• 3 小结
• 第十章 樟树叶片总 DNA提取与 RAPD扩增
• 1 材料与方法
• 1.1 分析材料
• 1.1.1 不同化学类型分析的材料
• 1.1.2 不同种源分析的材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 采样方法
• 1.2.1.1 不同化学类型分析的材料采集与保存
• 1.2.1.2 不同种源分析的材料
• 1.2.2 试剂
• 1.2.3 DNA的提取
• 1.2.3.1 CTAB法提取与纯化 DNA步骤
• 1.2.3.2 SDS法提取 DNA
• 1.2.4 DNA质量和浓度检测
• 1.2.4.1 电泳分析
• 1.2.4.2 基因组DNA含量和纯度的测定
• 1.2.4.3 RAPD反应检测
• 1.2.5 RAPD反应条件筛选
• 1.2.6 随机引物筛选
• 1.2.7 RAPD扩增
• 1.2.8 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 樟树叶片总DNA提取结果
• 2.1.1 不同方法 DNA提取结果
• 2.1.2 RAPD扩增结果
• 2.2 RAPD条件筛选
• 2+浓度对樟树RAPD扩增的影响'>2.2.1 Mg²⁺浓度对樟树RAPD扩增的影响
• 2.2.2 dNTP浓度对樟树 RAPD的影响
• 2.2.3 引物浓度对樟树 RAPD的影响
• 2.2.4 模板 DNA浓度对樟树 RAPD的影响
• 2.2.5 aq DNA聚合酶用量对樟树 RAPD的影响
• 2.3 引物筛选
• 第十一章 樟树不同生化型分子标记与分类
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 RAPD扩增结果及条带统计
• 2.2 特异引物和特异标记、特征谱带分析
• 2.3 相似系数及遗传距离分析
• 2.4 聚类分析
• 第十二章 樟树不同种源生化型分子遗传分析
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 供试样本的 RAPD扩增结果
• 2.2 特异引物和特异标记、特异谱带分析
• 2.3 相似系数及遗传距离分析
• 2.4 聚类分析、亲缘关系、遗传多样性分析
• 3 讨论
• 3.1 樟树 DNA提取技术
• 3.2 RAPD反应的稳定性及影响因素
• 3.3 RAPD数据分析与遗传多样性分析
• 3.3.1 樟树类型分类
• 3.3.2 樟树类型的遗传多样性分析
• 3.4 在育种上的利用价值
• 4 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 博士在学期间发表的学术论文
• 致谢