【摘要】：水仙(Narcissus L.)為石蒜科水仙屬秋植球根花卉,種與變種有160余個。水仙屬植物生長的氣候帶以溫帶為主,忌高溫多濕,主要分布于地中海沿岸及中歐地區(qū),分布中心位于摩洛哥北部和伊比利亞半島(Fernandes,1968),而且廣泛分布于許多種不同的生態(tài)環(huán)境中,具有很強的抗病,抗寒及耐鹽堿特性。中國水仙(Narcissus tazetta L.var.chinensisRoem)為多花水仙的變種,分布于我國亞熱帶氣候區(qū)福建、浙江等東南沿海一帶,具有很強的耐熱耐鹽特性(陳心啟,1982)。目前園藝栽培品種2萬多個(Worley et al.,2000;陳俊愉,2001),且每年都有新品種誕生,遺傳背景復(fù)雜。但迄今為止,國內(nèi)外對水仙屬植物的研究多集中在引種栽培和親緣關(guān)系的研究中,對其遺傳多樣性和抗性生理等的研究很少。本研究開展了水仙葉綠體基因組比較及系統(tǒng)進化分析,開發(fā)水仙的葉綠體基因組中的cpSSR標(biāo)記;以水仙屬園藝品種和種共68份材料,利用形態(tài)學(xué)標(biāo)記結(jié)合nSSR和cpSSR兩種分子標(biāo)記技術(shù)對其遺傳多樣性及親緣關(guān)系進行分析;測定水仙屬部分材料高溫、鹽脅迫下的形態(tài)和生理生化反應(yīng)。主要研究結(jié)果如下:1.水仙屬供試材料觀測的26個表型性狀,變異系數(shù)差異明顯,形態(tài)多樣性豐富;表型性狀的主成分明顯,其貢獻率集中度明顯,花型、花徑、花被片顏色、花瓣寬、花瓣長、副冠顏色、副冠形狀、副冠長和副冠寬是引起形態(tài)變異的主要性狀,這和形態(tài)性狀多樣性指數(shù)得出的結(jié)論基本一致;采用NTSYS軟件將供試材料分成12類,花性狀作為主要性狀,與傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)分類完全一致。還觀測10個洋水仙品種的農(nóng)藝性狀,結(jié)果表明:Narcissus'Tahiti'和Narcissus'Mount Hood'這兩個洋水仙品種在漳州高山溫帶氣候試驗地種植具有觀賞性強、適應(yīng)性強、抗性強、繁殖系數(shù)高和產(chǎn)量高等優(yōu)良特性,很適合在漳州高山地區(qū)種植推廣。2.測定13份水仙材料和1份石蒜材料的葉綠體基因組全序列,結(jié)果表明:13個水仙品種的葉綠體DNA總長為147,865-158,961bp,兩個反向重復(fù)區(qū)長26,902-27414bp,小單拷貝區(qū)長15,806-18,787bp,大單拷貝區(qū)長78,201-87,503bp,編碼165-175個基因,包括111-118個蛋白基因、44-47個tRNA基因和8個rRNA基因;其基因順序、基因結(jié)構(gòu)、密碼子和GC含量與大部分單子葉植物的葉綠體基因組類似。在水仙的葉綠體基因組中共檢測到3對反向重復(fù)序列、7條串聯(lián)重復(fù)序列及4對同向重復(fù)序列,A/T單堿基重復(fù)約占77%。水仙屬內(nèi)的葉綠體基因組長度差異主要取決于IR的收縮和擴張,其邊界區(qū)域附近堿基的分布規(guī)律體現(xiàn)了不同水仙葉綠體基因組序列的差異,這和前人研究結(jié)果一致。13份水仙材料的葉綠體基因組間未檢測到明顯的序列重排或倒位等結(jié)構(gòu)變化,但其在基因組成、數(shù)量及排列方式上具有良好的共線性關(guān)系。水仙葉綠體基因組的LSC和SSC區(qū)序列變異大于IR區(qū),基因間區(qū)的變異最大,編碼區(qū)序列變異大部分低于非編碼區(qū)的。序列變異分析發(fā)現(xiàn)水仙11個變異較大的基因,其中ndhF、accD、clpP、matK、ycf1和ycf2等6個基因可作為水仙品種系統(tǒng)發(fā)育研究較好的候選基因,也證實基因變異不僅有位置效應(yīng)而且有功能效應(yīng)�；�76個葉綠體蛋白編碼基因序列,利用ML法和MP法進行系統(tǒng)進化分析,明確分出中國水仙和歐洲水仙兩個分支,中國水仙兩個品種構(gòu)成姐妹關(guān)系,歐洲水仙又分為兩個分支。3.利用篩選的6對水仙cpSSR標(biāo)記引物和發(fā)明的6對nSSR引物對68份水仙材料進行遺傳多樣性分析,結(jié)果表明:cpSSR標(biāo)記引物共擴增出106條譜帶,其中多態(tài)性譜帶有94條,每對引物平均擴增出多態(tài)性譜帶15.67條,平均多態(tài)率為86.13%,cpSSR標(biāo)記引物之間具有豐富的遺傳多樣性;nSSR標(biāo)記引物共擴增出255條譜帶,其中多態(tài)性譜帶有243條,每對引物平均擴增出多態(tài)性譜帶42.50條,平均多態(tài)率為94.89%,nSSR標(biāo)記引物具有豐富的遺傳多樣性。兩個分子標(biāo)記都表明水仙種質(zhì)資源具有豐富的遺傳多樣性。所有引物主特征帶明顯,水仙屬內(nèi)基因組具有同一性。基于68份水仙資源之間歐氏距離的矩陣,利用UPGMA進行聚類分析,聚類結(jié)果表明:68份水仙種質(zhì)資源之間的相似系數(shù)差異大,兩個分子標(biāo)記都能將其2大類,第一大類包括供試的21份多花水仙,可分為2個亞類;第二大類包括47份單生花歐洲水仙,可分為10亞類;多花水仙和單生花水仙親緣關(guān)系較遠,中國各水仙品種親緣關(guān)系較近。4.為研究洋水仙對高溫的響應(yīng)機制,篩選出能反映洋水仙耐熱性差異的生理指標(biāo)及耐熱性強的種質(zhì),本試驗測定了 10個洋水仙品種在37℃高溫脅迫下葉片的解剖結(jié)構(gòu)、細胞膜透性、Pro含量和MDA含量。結(jié)果表明:不同洋水仙品種的耐熱性生理指標(biāo)差異顯著,多花類型洋水仙品種Narcissus'Minnow'、Narissus'Graford'和Narcissus 'Scarlet Gem'耐熱性較高;葉片氣孔密度、柵欄組織/海綿組織厚度的比值、相對膜透性、Pro含量和MDA含量均能作為洋水仙耐熱性的生理指標(biāo)。在溫室培養(yǎng)條件下,分別用葉片噴霧和根系鹽度梯度培養(yǎng)的方式對水仙的幼苗進行NaC1脅迫處理,研究兩種鹽脅迫方式對其生長、礦質(zhì)元素(Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Cl-)和灰分含量在植物體各器官和葉片不同部位的影響。結(jié)果表明:水仙幼苗葉片病斑在鹽脅迫下較多分布于葉尖;兩種方式鹽脅迫水仙幼苗體內(nèi)的Na+和Cl-含量都具有極顯著的正相關(guān)性;兩種方式鹽脅迫對5種礦質(zhì)元素在幼苗體內(nèi)含量變化的影響相差不大,但它們影響鹽分在植物體內(nèi)的重新分布;葉片鹽脅迫對水仙幼苗體內(nèi)的離子毒害比根系鹽脅迫的大。
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S682.21
【圖文】：

第三章水仙葉綠體基因組結(jié)果及其進化分析結(jié)果與分析逡逑．１邋ｃｐＤＮＡ濃度與純度檢測逡逑從圖３．１可知，提取的１４個水仙品種ｃｐＤＮＡ大小為２３１３０ｂｐ致，表明ｃｐＤＮＡ純度較高，拖尾現(xiàn)象不明星。采用紫外分光水仙樣品的的值在１．６－１．８之間，表明ｃｐＤＮＡ的純表３．１紫外分光光度計檢測逡逑Ｔａｂｌｅ邋３．１邋Ｔｈｅ邋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ邋ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ品邋Ｓａｍｐｌｅ邐ＭＳ邐ＭＳ邐ＭＳＮ邐ＭＳＮ邐ＭＦ２６0ｎｍ邐0４８邐ＯＪ８９邐０２０４邐ＯＴ７８邐０Ａ５＼２８０ｎｍ邐０．０８４邐０．１１６邐０．１１９邐０．１０９邐０．０８８２６0ｎｍ／Ｄ２８0ｎｍ邐１．７６２邐１．６２９邐１．１７４邐１．６３３邐１．７１６Ｍｌ邋１邋２邋３邋４邋５邋６邋７邋８邋９邋１０邋１１邋１２邋１３邋１４邋Ｍ２逡逑

邐第三章水仙葉綠體基因組結(jié)果及其進化分析邐逡逑２．６．３葉綠體基因組ＩＲ區(qū)的擴張與收縮逡逑大家普遍認為葉綠體基因組最保守的區(qū)域是ＩＲ區(qū)，葉綠體基因組長度發(fā)生變異逡逑主要由于其邊界區(qū)的擴張與收縮導(dǎo)致。由圖３．４可知，１３個水仙品種葉綠體ＩＲ區(qū)長逡逑度都比紅花石蒜長，ＩＲ區(qū)擴張了，其中Ｔｅｔｅ－ａ－ｔｅｔｅ最長。本研宄將水仙‘金盞銀臺’、逡逑‘玉玲瓏’和紅花石蒜的ＩＲ－ＳＳＣ及ＩＲ－ＬＳＣ邊界區(qū)情況進行了比較（圖３．４）。ｆ紅花逡逑石蒜’、‘金盞銀臺’和‘玉玲瓏’的ＩＲｂ／ＳＳＣ邊界均位于ｎｄｈＦ基因編碼區(qū)，其長度在‘金逡逑盞銀臺’中為２２３４ｂｐ，‘玉玲瓏’中為２１９５ｂｐ，邋‘紅花石蒜’中為２２０４ｂｐ；但‘金盞銀逡逑臺’和‘玉玲瓏’的ＩＲａ／ＳＳＣ邊界位于ｙｃｆｌ基因編碼區(qū)，‘紅花石蒜’并未發(fā)現(xiàn)這個逡逑基因片段；不同長度的ｒｐｓｌ９假基因位于ＩＲａ／ＬＳＣ邊界，＇紅花石蒜’邋ｒｐｓｌ９假基因的逡逑長度為４９ｂｐ，‘金盞銀臺’和‘玉玲瓏’邋ｒｐＳ１９假基因的長度都為５３ｂＰ；邋‘金盞銀臺’逡逑和‘玉玲瓏’的ＩＲｂ／ＬＳＣ邊界都存有ｒｐｓｌ９基因，‘紅花石蒜’并未發(fā)現(xiàn)這個基因片逡逑Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑

邐６１．９逡逑２．２．２邐ＤＮＡ濃度單因素實驗梯度分析逡逑由圖４－３可知，７０邋ｎｇ邋ＤＮＡ濃度都沒有擴增出譜帶，８０邋ｎｇ邋ＤＮＡ濃度擴增的譜逡逑帶模糊，隨著ＤＮＡ濃度增大譜帶越來越清晰，非特異譜帶也隨濃度增大而增多，逡逑由此可見太低的ＤＮＡ濃度會降低擴增效率，過高的ＤＮＡ濃度會導(dǎo)致非特異片段出逡逑現(xiàn)，故初步可確定ＤＮＡ濃度適宜范圍在８０－１００ｎｇ之間。逡逑８１逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2749921