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四合木(Tetraena mongolica)保护遗传学研究及三种西鄂尔多斯濒危植物微卫星标记的筛选

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摘要

第一章 引言

1.1 西鄂尔多斯自然保护区简介

1.2 四合木研究概述

1.2.1 四合木简介

1.2.2 四合木的研究现状

1.3 三种濒危植物简介

1.4 濒危物种保护遗传学发展和研究现状

1.5 分子标记研究进展

1.5.1 分子标记简介

1.5.2 微卫星分子标记的选择及应用

1.6 本研究的目的与意义

第二章 四合木的保护遗传学研究

2.1 材料与方法

2.1.1 样品采集

2.1.2 实验试剂及设备

2.1.3 溶液配制

2.1.4 基因组DNA抽提

2.1.5 微卫星群体检测

2.1.6 数据处理与分析

2.2 结果

2.2.1 样品采集

2.2.2 基因组DNA提取及扩增结果

2.2.3 遗传多样性分析

2.2.4 遗传结构和基因流动

2.2.5 种群瓶颈效应分析

2.3 讨论

2.3.1 遗传多样性

2.3.2 种群遗传结构

2.3.3 种群统计分析

2.3.4 保护建议

第三章 三种西鄂尔多斯濒危植物微卫星标记筛选

3.1 蒙古扁桃的微卫星标记筛选

3.1.1 材料与方法

3.1.2 结果与分析

3.1.3 结论

3.2 沙冬青的微卫星标记筛选

3.2.1 实验材料与方法

3.2.2 结果与分析

3.2.3 结论

3.3 革苞菊的微卫星标记筛选

3.3.1 材料与方法

3.3.2 结果与分析

3.3.3 结论

第四章 总结

参考文献

附录

致谢

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摘要

西鄂尔多斯国家自然保护区位于内蒙古自治区,因其独特气候、地形、地貌等,使它成为了许多珍稀动植物的“避难所”。本研究中共选取了4种国家级濒危保护植物,分别是四合木(Tetraena mongolica)、蒙古扁桃(Amygdalus mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、革苞菊(Tugarinovia mongolica),其中四合木、革苞菊是国家一级重点保护野生植物,蒙古扁桃和沙冬青均为国家二级保护植物。
  本研究主要分两部分进行,一方面针对四合木种群,通过已开发的多态性较高的微卫星分子标记研究其种群的遗传多样性、遗传结构、种群历史动态等,为其遗传保护提供重要的科学根据。另一方面,通过高通量测序技术手段,对蒙古扁桃、沙冬青、革苞菊3种植物进行SSR微卫星位点的筛选。
  基于微卫星对四合木8个地理居群339个个体进行遗传多样性和遗传结构等分析,得到的结果如下:
  (1)种群遗传多样性分析:平均等位基因数(MNA)范围在13.17-17.67,位点丰富度(AR)范围6.860-10.529,观测杂合度(HO)的范围在0.810-0.873,期望杂合度(HE)的范围在0.832-0.882,因此可以看出本研究中8个四合木地理居群均具有较高的遗传多样性。
  (2)种群遗传结构分析:遗传距离(Fst)范围在0.00034-0.04284,且大部分得到了显著支持(P<0.05),表明8个地理居群之间的遗传分化极其微弱。由聚类分析及相关因子分析(FCA)结果表明所有种群都高度重叠,这与遗传距离的结果是一致的。所以四合木这8个地理居群应该看作一个整体的保护单元从而予以保护。
  通过高通量测序,对蒙古扁桃、沙冬青、革苞菊3个物种进行SSR微卫星位点开发,结果如下:
  (1)蒙古扁桃共开发出51对具有高多态性的位点,有效等位基因数(NA)范围是13-25,观测杂合度范围在0.875-1.000,期望杂合度的范围是0.863-0.946,多态性信息含量(PIC)为0.854-0.943,可作为蒙古扁桃群体遗传结构的可靠分子标记。
  (2)沙冬青成功开发了20对微卫星位点,都具有较高的观测杂合度和期望杂合度,范围分别0.500-1.000和0.447-0.844,多态性信息含量范围是0.374-0.807,表明这些位点具有高多态性且位点之间未出现基因连锁不平衡现象。
  (3)革苞菊成功开发了21对微卫星位点,观测杂合度的范围是0.083-1.000,期望杂合度的范围0.156-0.965,可作为革苞菊群体遗传结构的可靠分子标记。

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