【摘要】：鈴蘭屬(Convallaria)植物為多年生草本,隸屬于天門冬科(Asparagaceae)。屬下有Convallaria keiskei Miq.、Convallaria majalis Linn.、Convallaria montana Raf.3個(gè)種,分別分布于歐洲、亞洲、美洲溫帶地區(qū)。該屬植物主要分布生境為各植被類型的林下、林下潮濕處或溝邊。因其在園藝和天然藥物方面的重要作用,在國(guó)內(nèi)外被廣泛種植。目前鈴蘭的研究主要聚焦于其化學(xué)成分與園藝,關(guān)于其群體遺傳多樣性與系統(tǒng)學(xué)相關(guān)研究未見(jiàn)系統(tǒng)報(bào)道。解析鈴蘭屬內(nèi)物種的群體遺傳關(guān)系與系統(tǒng)發(fā)育歷史是進(jìn)一步進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新和分子育種的必要基礎(chǔ)。本研究通過(guò)SSR標(biāo)記、比較葉綠體基因組學(xué)分析、生態(tài)位建模(ENM)、揮發(fā)性成分分析,結(jié)合群體遺傳學(xué)的理論和方法來(lái)研究鈴蘭屬的譜系分化和群體動(dòng)態(tài)歷史,主要研究結(jié)果如下:1、微衛(wèi)星標(biāo)記群體遺傳學(xué):對(duì)鈴蘭(Convallariakeiskei)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序并進(jìn)行微衛(wèi)星掃描,得到16,228對(duì)可以用于設(shè)計(jì)微衛(wèi)星引物的序列,合成其中80對(duì)引物進(jìn)行篩選,得到20對(duì)SSR標(biāo)記具有良好擴(kuò)增效率。選擇其中20對(duì)微衛(wèi)星引物用于鈴蘭屬12個(gè)群體共96個(gè)個(gè)體的群體遺傳分析。群體遺傳多樣性顯示:Hs的范圍是0.372-0.608,平均值為0.537;HO的范圍是0.349-0.738,平均值為0.650;HE的范圍是0.354-0.588,平均值為0.518。主成分分析顯示,鈴蘭屬存在兩個(gè)主要聚類;STRUCTURE分析顯示,鈴蘭屬群體的最佳分組值K為2,即鈴蘭屬分為C.keiskei和C.majalis一個(gè)譜系,C.montana一個(gè)譜系,當(dāng)K=3時(shí),北美洲地區(qū)的兩個(gè)物種(C.majalis、C.montana)內(nèi)部分為2個(gè)基因池,IBD檢測(cè)顯示鈴蘭屬群體存在顯著的地理隔離效應(yīng)。2、葉綠體基因組比較分析:對(duì)鈴蘭屬3個(gè)物種5個(gè)個(gè)體的葉綠體基因組進(jìn)行測(cè)序、比對(duì)與注釋,得到5條長(zhǎng)度在162,182bp至162,501bp范圍內(nèi)完整的葉綠基因組序列,ycf1存在于SSC/IRb的邊界處,所以在SSC/IRa 區(qū)產(chǎn)生了一個(gè)假基因。在邊界區(qū)域的收縮擴(kuò)張分析中發(fā)現(xiàn):基因組序列結(jié)構(gòu)基本相同,在IRa處的輕微收縮擴(kuò)增可能是由基因易位引起的。除了 LSC-IRa區(qū)域有所不同外,其他位置沒(méi)有差異;分析5個(gè)鈴蘭葉綠體基因組全序列的差異,揭示了它們之間的序列具有高度相似性(90%同一性)。在基因組序列中,反向重復(fù)區(qū)域的序列比LSC和SSC區(qū)域的序列存在更低的差異,表明鈴蘭葉綠體基因組是保守的。在個(gè)體序列中篩選了 81個(gè)基因座(36個(gè)編碼基因,32個(gè)基因間隔區(qū)和13個(gè)內(nèi)含子區(qū)域)。這些區(qū)域的核苷酸多樣性(Pi)的范圍為0.00065(ycf2)至0.08701(atpF-atpH),共有11個(gè)Pi0.02;使用REPuter軟件在5個(gè)鈴蘭葉綠體基因組中檢測(cè)到74個(gè)前向、88個(gè)回文和15個(gè)反向重復(fù)共有177個(gè)重復(fù)。在所有個(gè)體中,有80.49%的重復(fù)序列大小范圍為 30-39bp。密碼子的數(shù)量范圍從 54,060(C.majalis A69)到 54,165(C.montana A114)。數(shù)據(jù)顯示5個(gè)個(gè)體葉綠體基因組中蛋白質(zhì)編碼基因的密碼子數(shù)量范圍為50,973至51,385,30個(gè)密碼子的RSCU值大于1。在系統(tǒng)發(fā)育研究中,C.keiskei、C.majalis兩個(gè)種的親緣關(guān)系最近,在已知葉綠體基因組的天門冬科植物中,鈴蘭屬與Rohdea chinensis親緣關(guān)系最近。3、生態(tài)位模型:鈴蘭生態(tài)位模擬(ENM)顯示,鈴蘭屬三種植物潛在分布區(qū)與實(shí)際分布區(qū)較吻合,AUC值為0.954;在當(dāng)前的氣候條件下,C.majalis潛在分布區(qū)與實(shí)際分布區(qū)比較吻合。C.majalis在歐洲區(qū)域的預(yù)測(cè)分布區(qū)主要環(huán)波羅的海分布并向內(nèi)陸延伸,與實(shí)際分布情況相符;在亞洲地區(qū),C.keiskei主要分布于中國(guó)的東北、華北和部分西北(如甘肅、陜西等)地區(qū),日朝韓也有少量分布;在北美洲地區(qū),C.montana分布于阿巴拉契亞山脈東部地區(qū)。在末次盛冰期(LGM),映射模擬顯示分布于歐洲地區(qū)的C.majalis向東部?jī)?nèi)陸地區(qū)轉(zhuǎn)移;分布于北美地區(qū)的C.montana分布于濱海平原地區(qū),C.keiskei在這個(gè)時(shí)期的分布在中國(guó)的華北和華東地區(qū);在將來(lái)(2050)隨著溫室氣體濃度的增加和氣溫逐漸的升高,鈴蘭的潛在分布將產(chǎn)生變化,適生區(qū)收縮,C.majalis在北美的適生區(qū)縮小,在歐洲地區(qū)的分布區(qū)域逐漸向北部的俄羅斯地區(qū)延伸,最適生境移至挪威地區(qū),C.montana最適生境區(qū)域雖未發(fā)生遷移,但是適生區(qū)的面積急劇減少,C.keiskei分布于華北與華東地區(qū),適生區(qū)范圍明顯收縮。4、鈴蘭花揮發(fā)性成分分析:利用頂空固相微萃取(SPME)技術(shù)對(duì)鈴蘭花的揮發(fā)性成分進(jìn)行萃取,結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)將得到的各個(gè)組分與NIST11.L質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),選擇NET80的結(jié)果進(jìn)行定性分析。經(jīng)過(guò)初步研究,于鈴蘭花中共鑒定得到4大類23種化合物,包括4個(gè)烷烴類化合物、9個(gè)醇類化合物、6個(gè)酯類化合物和4個(gè)其他化合物,其中的致香因子為香茅醇。其他植物花的揮發(fā)性成分研究同樣表明成分多以醇類和酯類為主。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q943
【圖文】：

苷酸重復(fù)為１４．６５％，邋２３７７、四核苷酸重復(fù)為３．５％，５７３、五核苷酸重復(fù)為７．３％，邋１１８７、六逡逑核苷酸重復(fù)為１０．０５％，邋１６３１、七核苷酸重復(fù)為丨．丨１％，邋１８０和八核苷酸重復(fù)為０．２７％，邋４４，逡逑見(jiàn)圖２．１。逡逑８０００邋１邋７１３４逡逑，７00°－逡逑Ｏｔ邋６０００邋－逡逑＾邋５０００邋－逡逑Ｚ邋４０００邋－逡逑１邋３０００邋＇：：柋邐２３７７逡逑＾邋２０００邋－邋．，８７邋＇＾１逡逑Ｕｎｉｔ邋ｓｉｚｅ邋（ｂｐ）逡逑圖２．１不同類型ＳＳＲ在轉(zhuǎn)錄組上的分布逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｌｉｔｅ邋ｍｏｔｉｆｓ邋ｉｎ邋ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ．逡逑２．１．３．２ＳＳＲ弓丨物開(kāi)發(fā)和初篩逡逑使用Ｐｒｉｍｅｄ軟件對(duì)得到的微衛(wèi)星重復(fù)位點(diǎn)進(jìn)行引物設(shè)計(jì)，從不同比例的重復(fù)單元中逡逑隨機(jī)選擇８０對(duì)引物進(jìn)行合成，在引物的初篩實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在８０對(duì)引物中有４６對(duì)引物能逡逑夠擴(kuò)增成功，可以將成功擴(kuò)增的引物用于擴(kuò)增效率和用性檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)。逡逑１０逡逑

－０．０７５逡逑２．２．３．２鈴蘭的群體結(jié)構(gòu)逡逑基于遺傳距離的ＰＣｏＡ分析結(jié)果（圖２．２）顯示：兩個(gè)主成分共解釋了邋４３．２７％的遺傳逡逑差異，第一、第二主成分分別解釋了邋２５．１９％、１８．０８％的遺傳差距，聚為一類，Ｃ逡逑

本文編號(hào)：2769285