百里香属植物ISSR—PCR和SRAP—PCR体系的确立及优化

通过对PCR扩增体系中的模板DNA用量,Mg^2＋、dNTPs和引物浓度的单因子实验,分别建立了适合百里香属（Thymus L．）植物总DNA的ISSR—PCR及SRAP—PCR优化反应体系。ISSR—PCR优化反应体系为：反应总体积20μL,含模板DNA 30ng、Mg^2＋3．75mmol·L^-1、dNTPs 0．20mmol·L^-1、引物0．3mmol·L^-1和TaqDNA聚合酶1U。SRAP—PCR优化反应体系为：反应总体积20μL,含模板DNA30ng、Mg^2＋2．50mmol·L^-1、dNTPs 0．10mmol·L^-1、引物0．4mmol·L^-1和Taq DNA聚合酶1U。运用优化的反应体系对百里香属植物地椒（T.quinquecostatus Celak．）、地椒的亚洲变种[T.quinquecostatus vat．asiaticus（Kitagawa）C．Y．Wu et Y．C．Huang]和百里香（T.mongolicus Ronn．）15个居群的总DNA进行了ISSR和SRAP初步分析,获得了较好的扩增结果。     

石蒜SRAP-PCR扩增体系的建立与优化

以陕西产野生石蒜〔Lycorisradiata (L’Hr.)Herb.〕为材料,通过单因子实验分别研究了模板DNA、Mg2 、dNTPs、引物浓度及Taq DNA聚合酶用量对石蒜SRAP分子标记扩增体系的影响,并对扩增体系进行了优化。优化后的反应体系总体积为10μL,含20ng模板DNA、3.0mmol·L-1Mg2 、0.20mmol·L-1dNTPs、0.4μmol·L-1引物和0.50UTaq DNA聚合酶。运用优化体系对9个石蒜居群的基因组DNA进行扩增,获得的DNA条带清晰,多态性比较丰富。说明SRAP-PCR可用于石蒜属植物的亲缘关系、系统演化、物种鉴别和遗传多样性等领域的研究。     

部分百里香属植物分子系统学研究

采用ITS序列分析和ISSR分子标记技术,对中国野生百里香(5个种2个变种)及国外百里香(2个种)共计20份材料进行了属内种间及种下水平的系统发育和亲缘关系研究.结果表明:(1)ITS序列的系统发育树能较好地说明百里香属种间亲缘关系,地椒、地椒亚洲变种、百里香和Thymus serpyllum共同聚为一组,Bootstrap支持率为96%,表现为较近的亲缘关系;(2)基于ITS序列的系统发育树和ISSR多态性标记的聚类分析均将地椒怀远居群和地椒展毛变种兴凯居群聚为单独的一组,表现出与其它供试材料间较为明显的遗传差异;(3)ISSR遗传多态性分析将地椒、地椒亚洲变种和百里香很好的聚类;种下居群间的聚类则体现了与地理分布之间一定的相关性.将本实验结果与野外考查及形态学比较相结合,可以得出以下结论:地椒、地椒亚洲变种和百里香三者之间属于近缘种,并与国外的T.serpyllum种间有很近的亲缘关系;支持《黑龙江植物志》将地椒展毛变种兴凯居群列为单独的一个种;地椒怀远居群在遗传背景及分布生境上有很大的特殊性,对其在百里香属植物中的系统地位仍需进一步研究确定.     

野生地椒的斑块多样性及空间结构

将ISSR、SRAP分子标记与空间自相关分析技术相结合,对我国野生百里香属植物分布最南端 的怀远3个地椒居群进行了以斑块为单位的遗传多样性、克隆多样性和克隆结构、空间结构的研究.结果表明：地椒野生居群内不同斑块间存在较高的遗传多样性和克隆多样性,多样性条带百分率为75.75％,Nei基因多样性指数为0.2537, Shannon信息多样性指数为0.3811,基因型比率平均为0.61,Simpson指数平均为0.96,Fager均匀性指数平均为0.91.居群间的遗传分化较低,在总的遗传多样性中,90.35%来自居群内斑块间的变异,居群间占9.65％.野生地椒居群间无共有基因型斑块,居群内不同斑块间在一定范围内具有镶嵌性,克隆斑块间的分布范围主要集中在0～25 m.该地区地椒居群除了在部分位点呈现一定相关性外,总体缺乏空间结构.该地区野生地椒种群斑块的建立应为种子入侵所致,其后克隆繁殖对斑块的发展及种群的扩张起到了主要作用.     

薰衣草高质量DNA提取及ISSR-PCR多重化体系的建立

以伊犁薰衣草‘701’新鲜叶片为材料,对4种基因组DNA提取方法进行比较,并通过单因子梯度比较试验结合L9(34)正交优化设计,对ISSR-PCR扩增体系中退火温度、DNA、Mg2+、dNTP和引物浓度进行最佳条件及配比筛选。结果表明,改良3×CTAB法是薰衣草高质量DNA少量提取的最佳方法 ;建立薰衣草ISSR-PCR扩增优化体系为,20μL反应体系中包括模板DNA 50 ng,Mg2+3 mmol/L,dNTP 0.3 mmol/L,引物0.3 mmol/L,Taq酶1 U;扩增程序退火温度为56℃。运用本试验建立的ISSR-PCR优化体系,对5份薰衣草种质进行了初步验证,获得了良好的多样性扩增条带。