红树植物海桑的亲缘地理学研究及海桑属GapC基因家族的分子进化.doc

中山大学硕士学位论文红树植物海桑的亲缘地理学研究及海桑属GapC基因家族的分子进化姓名：张猛申请学位级别：硕士专业：植物学指导教师：施苏华20100520 是 典 型 的真 红 树 植物 ，是 印度 一 西 太 平洋 海 桑 属 ，亲缘 地理 学， 基 因 家 族，分 子进 化 瑆 甅 ， ： ， 琽 ， 瑂 甤 瑂 瑀 甈 ， 本 人完 全 了 解 中 山 大学 有关 保留、 使用 学 位 论文的规 定， 即 ：学校有权保留学 位 论文并 向国 家 主 管部门 或 其 指 定机 构 送 交 论文的电子 版和纸 质 版， 有权将 学 位 论文用 于非 赢 利目 的的少 量 复制并 允许论文进 入学 校图 书馆 、 院 系 资料 室 被 查阅 ， 有权将 学 位 论文的内 容 编 入有关 数 据库 进 行检索 ， 可以 采用 复印 、 缩 印 或 其 他 方学位论文作者签 名：撇 红 树 林 是 生长于 泛热 带 地区 陆地与 海 洋 交 界 带 的滩涂 上 的一种 独特的森 林生态 系 统 徘 敲 窈 退 迨缯洌 ， 是 海 湾 河口 地区 生态 系 统 最 重 要 的第 一性生有观点 认为 有 科 ， 属 ， 余 种 。据 调 查 ， 全世 界 的红 树 林 面积 约 为 万 公 顷 ， 其 中 植荚 谘 侵弈 喜坑攵 喜浚 分布 在 印度尼西 亚 。地理 分布 集中于 北 纬 到南 纬 之间。北 界 是 日 本与 百 慕大 群岛 ， 南界 是 新西 兰， 澳 大利亚 与 南 美 洲的东 海 岸。全球红 树 林大致可划分为 印度一西 太平洋 区 蠡 拍 马达 加 斯 ， 东至 西 太平洋的密克罗 尼 西 亚 群岛附近 ， 南至 澳大 利 亚 的东北 部 ，向 北 延 伸 至 日本 沿 海 地区 。 各 个 种 的分布 范 围差 异 较 大 ， 其 中杯 萼海 桑 作为红 树 林 中的先锋树 种 ， 是 海 桑 属 植物 中耐盐 能 力 最强 的树 种 ， 也 是 所 有 红 树 林植物 中耐盐 能 力 最强 的物 种 之一 ， 适 应能 力 极强 ， 因 此， 杯 萼海 桑 的分布 也是 海 桑 属 几 个 物 种 中内 最广 泛 的， 几 乎覆盖了该 属 分布 的所 有 地区 ； 其 次 为海 桑 ， 其 西 限 到达 印 度 ， 北 限 到达 我 国的海 南岛。 其 他 几 个 物 种 的分布 区 域 。 亲缘 地理 学研究 概 述 琣 的产 生 动 物 界 迅 速发 展 起来 ， ： ， ： 。 叶 绿 体 同 线 粒 体 一 样也 具有 母 系 ， ： 盆 ， ： 核 基 因 在 该领 域 的应用前景 愈发 广阔。 只有 的基 因 为 单 基 因 基 因 家 族 的起源 及 进 化、家 族 成 员生 理 生 化特性 等 方面的探 究 有 大 量 相 关 研究 论 ， ：甘 油 醛 姿嵬 亚 饷 是 在 动植物 细 胞 内 参与 碳代谢 的关 键酶之 一 ， ， 坏 谌 绿色植物 中由 的编码基 因 经复 制为 产 生 的 篧 隚 疊 虽然有 相 似 的功能， 但有 色体 提 取 物 中被 发现 。 腰 鞭毛 虫 、隐 藻 、金 藻 、营 光 合些 部 位 谋泶 镌蚴 艿 搅 讼碌 而 在 植物 中国 鷠 困家 族 的发现则 相 对 较晚。 起初 ， 在 拟南 芥等 一 些 植物 中， 性 扩 增 的问 题 可能是 基 因 家 族 中同 源 性 相 当 高 的成 员干 扰 造成 的。 年 ， 最先 在 玉 米 中检 测到 是 以基 因 家 族 形 式 存在 ， 随 着 数 据 的积 累 、测序技术 的不 断提 升和 相关 研究 的不 断深入 ，至 今人 们 已在 多 种 植物 中发现 都 是 以基 因 家 族 的形 式 存在 的。 尤 其 是 几 种模 式 植物 的全基 因 组 数 据 被 得 到 之 后 ， 基 因 家 族 信 息 逐渐 丰 富 起来。 迄 今 基 因 家 族 的可 能也 很 大 。本 研究分为两个 部分：海 桑 是海 桑 属 内 最 为古 老 的物 种 ， 属 于典 型 的真红 树 植物 ， 抗 。 此 外 ， 物 种居 群 结构 的探 明 也 无 疑 会给我们 在 不 同地区间 开 展物种维 持 与保 护 工 作提 供 有价 值 的信 息。 亲缘 地理 学研究除了 可 以提 供 遗 传 多 样 性及居群 结构 研究外 ， 还 可 以对 红树 植物 在 各 个 历 史时期 的系 统地理 演 化过 程进 行推测， 有助 于建立一个 红树 植物 种群 历 史动 态 的模 型 ， 为相 关 部门制 定 应 对 措施和 提 出 保 护 策 略 提 供 重要 的理 论 依 据 。 本 研究所用材 料 为 海 桑 叶 片，共 个 个 体 ，分别采 白中国 海 南 、 泰 国 、 印 尼样时 ，同 一 群 体 内 进 行 采 样的植株问至少 相隔 米远，且 尽量挑 选高 大个 体 进 行及种 群 及其地理 位 置详 细 情况见 表 屯 表 海 桑 居 群 采 样情况统计 图 海 桑 采 样地点 分布 图 。 实验 所 用 耗 材 、 器 具 都已 通 过 高温灭菌处 理 并 烘干 。 馗 床街 。体 积 的 三 蒸 水 溶解 沉淀 ， 琼脂糖 电 泳检 测 后 冰箱 保 存。 锷杓 萍癙 扩 增结合 选 定 的 序 列 片段 信息， 利用 。终 浓度三 蒸 水 嵛 行 赑 仪执 行 下 列 程序 进 行 扩 增 ： 目焖 俚陌涯 康 奶 醮 邢拢 霸 离心 管 中。 夯 厥 沾炕 约梁 收 吸附 柱 上 ， 室温 下 放 置 ，心 ， 弃 去 过 滤 液 。 匆 海 馗 。 ， 砑 玣 格 式 文 件 进 行 进 一 步 比 、 核 苷 酸 多态 性 水平 比 对 后 统一 的 长 度糠 諴结 果 电 泳 检 测 图 见 图 ：经比 对 、 统计得 到 各 基 因序 列 的 详 细信 息 ， 见 下表 ： 从 单倍 型 多 样性水 平来 看， 海南三 群体与泰国 三 群体的 单倍 型 多 样性水 平相 当 ， 贝纾掣怕嫡副逛辞寸纾畂惠裿挚怕嫡斑杠辎畂猳畂反鏾畂畂阰晕村巾冬譬爆锵回峨磔嚣扑斟雹蜡怅留嵘嫩寨蜒葚恩匝簌刹妲褂善耐窜迥扑书臀扑弓争 圜几 肴 蟫可以 看到 各 个 单倍 型 在各 个 群体的 分 布 。 图 中可见 ， 海南三 群体与泰国 三群体问 共 享 有 多个 单倍 型 ， 除 印 尼 、澳 洲 独 有 的 单倍 型 外 ， 不 少 单倍 型 都 被 海南与泰国 的 群体所共 有 。 结 合 地理 分 布 以 及 网 络 图 中各 单倍 型 间的 距 离来 看， 印 尼的 群体与北 半 球群体还 是有 或有 过 一 定 的 基 困 交流的 。 澳 大利亚的 海桑 群体则 是同 其 他地区的 群体间有 了很 明显 的 分 化， 没 有 同 其 他群体共 享 单倍 型 。 厂 、 ， 表 居 群间 地理 距 离千 米 蛎婢 嗬 ， 蝗 毡 玖 计 吒 龌 蚱 窝芯 拷 峁 騭 到 原来的栖息 地， 这 其 中也包 括红 树 植物 的重 新 回 迁 从上世 纪 九 十年代起， 基 因 曾 被 广泛 用 于 植物 的亲缘 地理 学研究 ，很多 相 关文 章 发 表 于 高质量 的期 刊 。 本实 验 室曾 试图 从所 建 文 库 中筛 选该 基 素芳和 周仁 超 ， 未发 表数 据 湟 詌 鹊 幕舾 窭际 液 对 幼 苗 实 验 方 法 首先， 实验 所用 耗 材、器 具 都已 通 过 处 理 并灭 菌烘 干 。 诿 恐 苤 屑 尤 的 提 取液 ， 和 加 入 水 溶解沉淀 ， 电 泳检 测 后 ， 于 保存 。 瓽 罙 。电 泳检 测 。 冰 冻 醇 洗 涤 沉淀 ， 再 臀 耹 液 ， 埽 抗 芘 湟 韵 过 夜 ， 终 止反 应 于 婕尤 萳 ；每 管加 入 液 ， 慢速 振 荡 。 具 体 步 骤 见 第二 章实 验 方法 部 分 。 载 体 试剂盒 以及 駾 用 小 时 。不要 超 过 小 时 ， 否 则 出 现卫 星菌落 。 液 体 培养基 避 的 体 系 从 替 换模 型 采用 坏 阄什钜毂 嚷什捎 肶 分布 比 率 差异 的老化样 本后 总结 得 到 共 有 树 。 海 桑 属 基 因 家 族 概 况 玉缈趏、猳、煊薿十垮 缸 树 植 枷 坶集 的亲 蝽地 理学 厦 海集 属 基 因享族 的分 子 进化匿图基 家 族 成 员 编码 蛋 白 比对 。雪 别 包含 和 。由 图可 见 ， 和 两 个分 支的分 化 远 两 个 或以上的成员 ， 目 前 暂无 相 关的报 道 。 ， 蛔 喜 菘 浦 参 顰 吞 鸾 和 也 是 基 因 家 族， 各有 ， 缓 袷 糁 参 顰 基于 同 源性 比对选 取与 本研究 所得数 据同 源性 最高 的序列 共 同 建 树 ，所选 取 分 化 。 基 于 序列 的 分 析 发现 虶 两 成员 同 虶 两 成员 间 发生 了 较 大 分 化 ， 隚 之 间 、 隚 之 间 则 分 化不 明显 。 综 合上述 结 果推测 ， 海 桑 属 内 基 因 家 族很 早 便 产 生 了 分 化 ， 先分歧 成为两 个 分 枝， 后 经 近 期的染 色 体 加 倍 事件 形成现在得四个 成员 的状况 。 当然 ，由于 所 下 载 同 源序列 数 量不 多， 结 论 的可 靠 度 有待 进 一步验 证 。 林 鹏， 傅 勤 中国 红树 林 环境生 态 及经 济 利用 北 京 ： 高等 教育 出 版 社， 王 瑞 江， 陈忠 毅 ， 陈二英 版 ： 甅 產 甅 瓹 ： 琖 ， 甉 琕 甋 甅 ， 珺 瓵 人 ： 瓼 籶 ， 琇 琙 琎 珿 琍 ， ： ， ， 琂 琂 甆 ， 人