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湖北地区半夏遗传多样性及亲缘关系的RAPD研究

付芸  
【摘要】:半夏具有悠久的应用历史,为多种中成药的主要原料。由于半夏自身繁殖系数低,目前用药和出口需求量大,使其野生资源日益枯竭。人工种植半夏已有三十年历史,但由于其生长受周围环境影响较大,加上各种病害及栽培成本的影响,给人工栽培半夏造成较大限制,其品种质量及遗传信息的继承都有待考证。湖北是半夏的主产地,既有丰富的野生资源,又是优质地道药材半夏的主要栽培生产地区。野生资源与栽培品种之间其遗传变异性有多大,是否引起物种的变化和遗传信息的丢失?这些问题还是半夏研究的空白。 本课题收集了湖北8个地区、19份半夏样品,研究了湖北地区半夏的遗传多样性,并与产于江西庐山的2份野生半夏样品相对照。之后又收集了恩施地区6个不同形态的高产半夏进行研究,对引种生产和品种质量鉴定具有理论和实际意义。 实验采用改良CTAB法提取新鲜幼嫩叶片的总DNA,对RAPD的各项参数进行了一系列的比较和探索,包括DNA模版的提取方法、Taq酶的用量、dNTP的浓度等条件的优化,建立了优化反应体系,并且从80条10bp的随机引物中筛选出10条对半夏不同样品的基因组DNA进行RAPD分析,主要从以下几个方面对湖北地区的半夏进行了研究:①半夏种质资源的收集、外观性状及栽培环境的研究。②采用分子生物学方法对不同产地移栽及野生半夏的遗传多样性及亲缘关系的研究。③恩施地区高产半夏亲缘关系的研究。结果如下: 1.采用RAPD方法对不同产地半夏的遗传多样性和亲缘关系进行了研究,结果检测到10个引物共扩增出67个位点,多态位点59个,占88.06%,证明不同产地的半夏间有丰富的遗传多样性。 2.得到遗传关系聚类图和样品相关系数,表明了湖北地区不同产地半夏间亲缘关系的远近;影响各样品遗传距离的主要因素是采集产地(居群类型)的不同,与栽培方式无明显关系。 3.来源于恩施地区的各个样品虽然叶片形态各不相同,但都聚为一类,这表明不同半夏遗传居群的分化与地理因素有一定关系,且该差异大于不同形态导致的差异。尤其是五叶半夏与紫茎半夏在外观形态上发生了极大变异,但通过聚类分析发现,该两个品种仍能跟药典记载的三叶半夏聚为一类,建议可视为同一品种。而且各样品尽管形态不同,但大体上分为两组:宽叶组和柳叶组,为高产半夏栽培品种的鉴定提供了依据。 4.潜江半夏与恩施地区不同叶片形态的高产栽培半夏亲缘关系最近,提示恩施地区的高产半夏种质资源可能来源于潜江半夏。而且高产栽培半夏与产于同一环境同一位置的野生恩施半夏有较大差异,说明它们来源于潜江,而不是恩施。该推断为寻找高产栽培半夏种质资源表明了方向,为今后提高栽培半夏产量提供了基础。 5.恩施的野生半夏样品与十堰、庐山、钟祥的野生样品聚为一类,表明不同产地的野生半夏仍然具有较近的亲缘关系,这可能与野生半夏都生长在高海拔地区有关。平原地区的栽培半夏与之相比生态条件发生了改变,导致了DNA遗传信息的改变。


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