中國石斛屬系統(tǒng)發(fā)育及鐵皮石斛的保護遺傳學研究.pdf

1、石斛屬(Dendrobium)為蘭科(Orchidaceae)第二大屬，我國有74種2變種，經典的形態(tài)分類系統(tǒng)對該屬下組的劃分存在著一些爭議。本研究首先根據(jù)rDNAITS序列對中國62種石斛屬植物涵蓋了12個組的系統(tǒng)發(fā)生關系進行了探討，構建了NJ和MP兩個系統(tǒng)發(fā)育樹。結果表明：由禾葉組的雙花石斛和小雙花石斛組成了最基部的一支，剩余的60種則分為兩大支，其中，距囊組、基腫組、劍葉組和草葉組這4個組構成了一支，另外一支則由石斛組、黑毛組、叉

2、唇組、頂葉組、瘦軸組、圓柱葉組、心葉組和和葉組構成。且第二大支中，存在著組與組之間的物種相混雜在一起的現(xiàn)象，這可能是由于石斛組物種繁多且親緣關系不明確導致的。這一現(xiàn)象預示少數(shù)按照經典形態(tài)特征劃分的組與分子系統(tǒng)沒有呼應，個別分組尚待商榷。
　　 鐵皮石斛(Dendrobium officinale)為蘭科石斛屬植物，是我國特有的珍稀瀕危物種。鐵皮石斛是一種傳統(tǒng)名貴中藥，具有滋陰清熱、生津益胃、潤肺止咳、潤喉明目的功效。鐵皮石斛自然

3、繁殖率低，加上長年無節(jié)制的采挖，該物種已經日趨枯竭。因此，亟待需要開展鐵皮石斛的種質資源與保護遺傳學的研究。本論文開展了鐵皮石斛組織培養(yǎng)研究、遺傳多樣性及遺傳結構的研究，旨在為合理利用及保護鐵皮石斛資源提供科學依據(jù)，對于保護和利用該瀕危物種有著重要的意義。
　　 本研究采用不同的基本培養(yǎng)基，添加各種濃度比例的激素，對鐵皮石斛莖段誘導側芽及叢生芽展開了研究。采用三因素三水平的正交試驗設計了9組試驗，誘導叢生芽的產生，統(tǒng)計叢生芽增殖

4、系數(shù)，篩選出鐵皮石斛莖段誘導芽的最優(yōu)配方組合。
　　 為探討鐵皮石斛遺傳多樣性和居群遺傳結構，本論文通過擴增片段長度多態(tài)性的分子標記方法，對12個居群的71個鐵皮石斛個體展開研究。經過4對選擇性引物擴增后共得到192條條帶，所得條帶范圍是100-500bp。結果表明，鐵皮石斛在種的水平上擁有較高的遺傳多樣性，其中多態(tài)性條帶有164條，多態(tài)位點百分率(PPL)為85.42％，香農信息指數(shù)(IS)為0.4100，期望雜合度(He)為

5、0.2688。
　　 但居群水平上多樣性則偏低(PPL=40.82％，IS=0.2203，He=0.1477)。AMOVA分析表明居群內的變異占主要部分，約有73.03％變異發(fā)生在居群內部，而居群間的變異占總變異的26.97％。UPGMA聚類樹上看，廣西樂業(yè)居群與其他11個居群的遺傳距離最遠，成為最基部的一支。其余居群分成2個大支，第一大支中的居群主要分布與我國西南部省份，而第二大支中的居群則主要分布于我國東南部省份，與PCO分

6、析的實驗結果相似。另外，PCO分析還表明，不同居群的個體間有相互重疊和相互混雜的現(xiàn)象，而這一現(xiàn)象就恰好說明個體間的遺傳關系與他們的空間分布上缺少明顯的關聯(lián)，與Mantel test檢測的結果相呼應。自交不親和，較為廣泛的地理分布和較長的生命期限可能是其擁有較高遺傳多樣性的原因。分化指數(shù)ΦST表明鐵皮石斛居群間存在有中等水平的遺傳分化。居群間的基因流Nm值為0.67，基因流小于1，將不足以抵制潛在的遺傳漂變可能帶來的后果。
　　

7、本論文還對鐵皮石斛的微衛(wèi)星標記進行了開發(fā)。利用磁珠富集法構建鐵皮石斛微衛(wèi)星文庫，篩選出有效的SSR標記，共獲得8對多態(tài)性引物。通過對3個居群的15個個體的擴增發(fā)現(xiàn)：每個位點的等位基因數(shù)目為2-4個，多態(tài)信息含量PIC為0.357-0.671，期望雜合度為0.480-0.747，說明鐵皮石斛擁有較高的遺傳多樣性。
　　 遺傳分化系數(shù)（Fst）反映出這三個鐵皮石斛居群的分化處于中度分化程度。鐵皮石斛微衛(wèi)星的開發(fā)為進一步研究其保護遺傳