發(fā)布時(shí)間：2018-01-02 05:15

  本文關(guān)鍵詞：買(mǎi)麻藤屬芪類(lèi)代謝途徑及光合進(jìn)化研究　出處：《中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：買(mǎi)麻藤屬(Gnetum)是裸子植物門(mén)中形態(tài)特殊、進(jìn)化位置存在爭(zhēng)議的物種之一,具有很高的科研價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其中,小葉買(mǎi)麻藤(Gnetum parvifolium(Warb.)W.C.Cheng)是我國(guó)分布最為廣泛的買(mǎi)麻藤種,已有上千年的藥用歷史。目前研究初步發(fā)現(xiàn),該屬植物在芪類(lèi)含量和光合能力上較為特殊,然而,它們的進(jìn)化適應(yīng)意義尚不清楚。本研究以小葉買(mǎi)麻藤及其它種買(mǎi)麻藤為主要研究材料,圍繞芪類(lèi)和光合兩個(gè)重要代謝,開(kāi)展了買(mǎi)麻藤屬植物芪類(lèi)代謝途徑、光合特征及其正選擇和葉綠體基因組比較進(jìn)化分析,并探討了買(mǎi)麻藤類(lèi)植物的系統(tǒng)位置和適應(yīng)性進(jìn)化問(wèn)題,為買(mǎi)麻藤屬植物系統(tǒng)進(jìn)化與引種栽培研究奠定了重要基礎(chǔ)。主要研究結(jié)論如下:(1)小葉買(mǎi)麻藤中總芪類(lèi)的含量高達(dá)28.0 mg·g-1,高于常見(jiàn)的桑、葡萄等。芪類(lèi)化合物的分布具有明顯組織特異性,幼苗根中總芪類(lèi)的含量最高,其次是成熟種子的胚乳。在所檢測(cè)到的4種芪類(lèi)成分中,買(mǎi)麻藤醇在假種皮中含量高達(dá)890.4μg·g-1;白蘆藜醇在胚乳中含量最高,達(dá)763.1μg·g-1;而白皮杉醇和異丹葉大黃素在幼苗根中含量最高,分別為2569.2μg·g-1和2189.3μg·g-1。紫外和高溫脅迫能夠在一定程度上提高這些芪類(lèi)成分的含量。(2)五種買(mǎi)麻藤與其他物種的光合比較證實(shí),低光合速率(1.6-3.6μmol CO2·m-2·s-1)、低氣孔導(dǎo)度(0.015-0.060 mol·H2O m-2·s-1)和低蒸騰速率(0.48-1.70 mmol·H2O m-2·s-1)是買(mǎi)麻藤屬植物的固有屬性。但藤本和喬木狀買(mǎi)麻藤的光合特性有一定的差異,喬木狀買(mǎi)麻藤的最大光補(bǔ)償點(diǎn)和最大光飽和點(diǎn)顯著高于其他藤本狀的買(mǎi)麻藤;此外,買(mǎi)麻藤幼苗與成年藤本狀植株的光合特性一致。(3)通過(guò)對(duì)小葉買(mǎi)麻藤不同組織混合后轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,共獲得了94816條unigene;其中,參與芪類(lèi)與光合代謝途徑的基因分別為18條和178條。定量表達(dá)分析表明,紫外和高溫脅迫能夠明顯影響芪類(lèi)合成通路基因PAL、4CL、C4H、STS和CYP的表達(dá)水平。這些為富含芪類(lèi)買(mǎi)麻藤的選育研究提供了分子依據(jù)。(4)小葉買(mǎi)麻藤與買(mǎi)麻藤、喬木狀買(mǎi)麻藤的正選擇分析發(fā)現(xiàn),三種買(mǎi)麻藤中的正選擇基因相同,主要富集在葉綠體、基質(zhì)小管、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和生物膜方面,表明它們?cè)谶m應(yīng)環(huán)境過(guò)程中光合等相關(guān)性狀受到了環(huán)境選擇;小葉買(mǎi)麻藤與中麻黃和百歲蘭的正選擇分析表明,細(xì)胞鈣離子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與百歲蘭適應(yīng)極端干旱環(huán)境密切相關(guān),而花粉管生長(zhǎng)、重力信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和葉綠體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的肌動(dòng)蛋白與買(mǎi)麻藤的蟲(chóng)媒、攀援等特性密切相關(guān)。(5)所選買(mǎi)麻藤和其它物種的葉綠體基因組比較分析發(fā)現(xiàn),買(mǎi)麻藤屬植物缺失了17個(gè)編碼蛋白基因,這可能與其低光合特性有關(guān)。此外,對(duì)買(mǎi)麻藤屬在內(nèi)的38個(gè)具有代表性陸地植物葉綠體基因組進(jìn)行比較、構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),結(jié)果進(jìn)一步表明買(mǎi)麻藤類(lèi)植物的系統(tǒng)位置位于松柏類(lèi)植物內(nèi)部,與松柏類(lèi)中非松科植物成為姊妹群,強(qiáng)烈支持“Gnecup”假說(shuō)。
[Abstract]:Gnetum (Gnetum) is a special form of gymnospermae, one of the evolutionary position of disputed species, it has very high scientific value and economic value. Among them, Oba Maisato (Gnetum parvifolium (Warb.) W.C.Cheng) is China's most extensive distribution of Gnetum species, medicinal history for thousands of years. The current study found in this genus and photosynthetic capacity of stilbene content is special, however, their evolutionary adaptive significance is unclear. In this study, Oba Maisato and other species of Gnetum as the main material, around the stilbene and Photosynthesis of two important metabolic pathways of plant, carry out Gnetum stilbene metabolism, photosynthesis the characteristics and positive selection and comparison of chloroplast genome evolution analysis, and discusses the location system and adaptive evolution problem of Gnetales, for the genus Gnetum phylogenetic research and introduction and cultivation of foundation 瀹氫簡(jiǎn)閲嶈鍩虹.涓昏鐮旂┒緇撹濡備笅:(1)灝忓彾涔伴夯钘や腑鎬昏姫綾葷殑鍚噺楂樿揪28.0 mg路g-1,楂樹(shù)簬甯歌鐨勬,钁¤悇絳，

本文編號(hào)：1367822