【摘要】：葉綠體是植物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所,為半自主性細(xì)胞器,具有自身的DNA和蛋白質(zhì)合成體系,是植物細(xì)胞遺傳的重要組成部分。葉綠體基因組序列通常在被子植物中高度保守,屬于母系遺傳,同時(shí)具有分子量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、進(jìn)化速率慢、多拷貝等多重優(yōu)點(diǎn),因而在植物基因組學(xué)的研究中越來(lái)越重要。羽葉丁香(Syringa pinnatifolia)是木犀科(Oleaceae)丁香屬植物,為我國(guó)三級(jí)瀕危保護(hù)樹(shù)種,在園林觀賞及藥用方面均表現(xiàn)出重要價(jià)值,且是丁香屬中唯一一種具有羽狀復(fù)葉性狀的植物,這種獨(dú)特性狀對(duì)于研究丁香屬物種間的親緣關(guān)系、系統(tǒng)發(fā)育以及地理分布等方面均具有重要意義。然而,目前還未見(jiàn)有關(guān)羽葉丁香葉綠體基因組的相關(guān)研究,這阻礙了對(duì)羽葉丁香的分子生物學(xué)相關(guān)研究進(jìn)展。因此,本論文利用高鹽-低pH法、第二代高通量測(cè)序技術(shù)及葉綠體基因組比對(duì)分析以及系統(tǒng)發(fā)育分析等方法,獲得了羽葉丁香葉綠體DNA,葉綠體基因組全長(zhǎng),解析了羽葉丁香葉綠體基因組結(jié)構(gòu),并與其木犀科近緣種進(jìn)行了對(duì)比分析。這些內(nèi)容豐富了對(duì)羽葉丁香葉綠體基因組的研究,為其分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系研究、葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)以及其瀕危機(jī)制的解析提供重要數(shù)據(jù)和理論參考。研究主要結(jié)果如下:(1)選取羽葉丁香與紫丁香,通過(guò)改良現(xiàn)有的高鹽-低pH法,進(jìn)行葉綠體分離及葉綠體DNA提取,獲得了具有高純度和高質(zhì)量的葉綠體DNA,符合基因組分子水平的深入研究標(biāo)準(zhǔn),建立了一套簡(jiǎn)便、快速的適合丁香屬葉綠體DNA提取的方法體系。(2)對(duì)羽葉丁香的葉綠體基因組使用第二代高通量測(cè)序技術(shù)進(jìn)行測(cè)序和分析。全基因組序列由生物信息學(xué)軟件組裝拼接而成,全長(zhǎng)155,326bp,具有典型的四分式結(jié)構(gòu):由大單拷貝區(qū)域(LSC,Large single copy region),小單拷貝區(qū)域(SSC,Small single copy region)和兩個(gè)反向重復(fù)區(qū)域(IRs,Inverted repeat regions)構(gòu)成,羽葉丁香的基因順序和內(nèi)容與已發(fā)表的木犀科植物葉綠體基因組相似。并且對(duì)羽葉丁香及其近緣植物進(jìn)行了GC含量、IR區(qū)域邊界的收縮與擴(kuò)張、長(zhǎng)重復(fù)序列、簡(jiǎn)單重復(fù)序列、密碼子使用偏性等分析,為羽葉丁香的后續(xù)分子學(xué)深入研究提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(3)選取35種唇形目及龍膽目植物,擬南芥作為外類(lèi)群,利用它們不同的葉綠體基因組數(shù)據(jù)集構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù),所得的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)支持率高,結(jié)果表明木犀科植物與唇形目植物形成一個(gè)譜系,羽葉丁香、歐丁香與女貞屬具有更近的親緣關(guān)系,與其它木犀科物種分開(kāi)單獨(dú)形成譜系,且羽葉丁香較早的從木犀科分化,闡明了羽葉丁香在被子植物中的進(jìn)化關(guān)系和位置。此結(jié)果可作為后續(xù)丁香屬完整系統(tǒng)發(fā)育分析的理論參考。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S685.26

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本文編號(hào)：2791221