藥用寄生植物鎖陽(yáng)水平基因轉(zhuǎn)移現(xiàn)象與居群間親緣關(guān)系研究.pdf

1、鎖陽(yáng)（CynomoriumsongaricumRupr.）是我國(guó)重要的中藥和蒙藥植物。鎖陽(yáng)屬有2個(gè)種:分布于中國(guó)、蒙古和中亞的鎖陽(yáng)，以及分布于北非和地中海沿岸地區(qū)的歐洲鎖陽(yáng)（CynomoriumcoccineumLinn.）。鎖陽(yáng)在被子植物界的分類(lèi)一直存在著爭(zhēng)議，目前也未發(fā)現(xiàn)鎖陽(yáng)的近緣植物。水平基因轉(zhuǎn)移是生物進(jìn)化的重要途徑之一，也蘊(yùn)含著植物進(jìn)化的重要信息。高等植物之間的水平基因轉(zhuǎn)移多發(fā)生于寄生植物與寄主之間。鎖陽(yáng)屬的2個(gè)種均為寄生植物，

2、具有多個(gè)寄主，它們是否與寄主間存在著水平基因轉(zhuǎn)移現(xiàn)象仍未明確。鎖陽(yáng)在我國(guó)主要分布于西北荒漠地區(qū)，不同鎖陽(yáng)居群間的遺傳多樣性、化學(xué)親緣關(guān)系和有效成分含量仍有待進(jìn)一步明確。本文從鎖陽(yáng)進(jìn)化歷程中的演化關(guān)系入手，利用系統(tǒng)演化分析法探討鎖陽(yáng)的系統(tǒng)位置，通過(guò)鎖陽(yáng)水平基因轉(zhuǎn)移現(xiàn)象分析探索鎖陽(yáng)屬植物寄主的更替和演化歷程。通過(guò)分子標(biāo)記、高效液相指紋圖譜等方法研究不同鎖陽(yáng)居群間的親緣關(guān)系。結(jié)果如下:
　　1.基于核18SrDNA和26SrDNA基因序

3、列，對(duì)鎖陽(yáng)屬植物及分屬38個(gè)屬的被子植物進(jìn)行系統(tǒng)演化分析，并結(jié)合鎖陽(yáng)的形態(tài)學(xué)特征對(duì)鎖陽(yáng)的分類(lèi)地位進(jìn)行探討。結(jié)果表明鎖陽(yáng)與檀香目植物親緣關(guān)系最近。
　　2.采用系統(tǒng)演化分析的方法，研究鎖陽(yáng)和白刺之間線(xiàn)粒體基因atp1、cox1和matR的水平基因轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。結(jié)果表明鎖陽(yáng)和歐洲鎖陽(yáng)的共同祖先與無(wú)患子目植物共同的祖先在線(xiàn)粒體基因atp1上存在著水平基因轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。同時(shí)發(fā)現(xiàn)鎖陽(yáng)atp1基因具有嵌合特征，該嵌合基因中有604bp的基因片段與白

4、刺的親緣關(guān)系甚至高于歐洲鎖陽(yáng)。說(shuō)明在鎖陽(yáng)和歐洲鎖陽(yáng)分化后，鎖陽(yáng)同白刺之間仍然進(jìn)行著水平基因轉(zhuǎn)移。
　　3.利用鎖陽(yáng)基因序列中與其他植物差異較大的atp1基因設(shè)計(jì)引物，篩選出引物對(duì)（引物1:ggagatgggattgcacatgt，引物2:ccgcagacagtttcattac）可以有效地區(qū)分鎖陽(yáng)與肉蓯蓉、列當(dāng)和草蓯蓉等易混淆的藥材。
　　4.利用正交設(shè)計(jì)法，優(yōu)化鎖陽(yáng)的ISSR分子標(biāo)記體系，探討不同添加劑對(duì)ISSR-PCR反應(yīng)

5、體系的影響。采用ISSR分子標(biāo)記的方法，對(duì)中國(guó)西北部地區(qū)16個(gè)居群鎖陽(yáng)的遺傳多樣性進(jìn)行研究。結(jié)果表明不同居群內(nèi)鎖陽(yáng)的香農(nóng)信息指數(shù)在0.1422～0.3140之間，居群內(nèi)的Nei's基因多樣性指數(shù)在0.0931～0.2055之間，居群間遺傳分化系數(shù)Gst=0.4925，基因流Nm=0.5151。
　　5.采用HPLC指紋圖譜法，對(duì)中國(guó)西北部地區(qū)16個(gè)居群鎖陽(yáng)的化學(xué)成分多樣性進(jìn)行了研究。根據(jù)穩(wěn)定性較高的14個(gè)液相色譜特有峰，對(duì)鎖陽(yáng)進(jìn)行

6、化學(xué)親緣關(guān)系聚類(lèi)分析，結(jié)果表明16個(gè)居群的鎖陽(yáng)聚類(lèi)為4個(gè)化學(xué)型。采用福林-酚法對(duì)中國(guó)西北部地區(qū)16個(gè)居群鎖陽(yáng)總多酚含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明不同居群鎖陽(yáng)的總多酚含量在56.79～123.50mg/g之間。
　　6.建立以ISSR分子標(biāo)記法、高效液相指紋圖譜和總酚含量評(píng)價(jià)鎖陽(yáng)資源的體系。即在不同化學(xué)型區(qū)域中選擇遺傳均一度高、有效成分含量高的鎖陽(yáng)產(chǎn)地作為鎖陽(yáng)種植基地的備選地區(qū)，以保證鎖陽(yáng)藥材的質(zhì)量。選擇遺傳多樣性高的產(chǎn)地建立鎖陽(yáng)資源保護(hù)