菊芋cpDNA序列種群遺傳多樣性及系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系.pdf

1、菊芋(Helianthus tuberosus)為菊科(Compositae)向日葵屬(Helianthus L.)的多年生草本植物。菊芋的塊莖部分不僅具有食用價值,而且從其塊莖提取的相應化學成分,是醫(yī)藥和工業(yè)的主要原料之一,也是重要的新型能源植物之一。目前國內(nèi)外對菊芋的研究主要表現(xiàn)在兩個方面,一是研究菊芋的生存環(huán)境問題,另一方面是通過現(xiàn)代生物技術(shù)對菊芋進行深加工,用于醫(yī)藥食品領(lǐng)域中,盡管已經(jīng)有大量的學者對菊芋進行了很多的研究,但是對菊

2、芋分子遺傳多樣性方面的研究還未見有報道。
　　本研究以內(nèi)蒙烏海和山西代縣兩個地區(qū)4個品系共90個菊芋的樣本為材料,采用PCR擴增直接測序的方法,測定不同品系樣本的核糖體DNA_ITS區(qū)序列和葉綠體TrnH-psbA、TrnL-trnF區(qū)序列,并結(jié)合GenBank中相關(guān)植物的相應區(qū)域DNA序列,通過對這些序列變化差異研究菊芋兩個地理區(qū)域不同品系的遺傳多樣性;同時,測得了菊芋葉綠體基因組的16個基因部分序列,并結(jié)合GenBank中菊科

3、7屬10種植物相應的序列建立系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,對菊芋的系統(tǒng)發(fā)育位置進行了分析。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)核糖體DNA_ITS區(qū)包括ITS1、5.8sDNA和ITS2三部分組成,測得序列總長為674bp,其中A、T、C和G4種核苷酸的平均含量分別為21.7％、25.3%、25.8%和27.2%,A+T含量(47%)低于C+G含量(53%)。變異位點11個,占所有位點1.3%,其核苷酸多樣性值(Pi)為0.00242,核苷酸差異平均值

4、(k)為1.631。
　　(2)測得PsbA-trnH區(qū)片段序列長400bp,其中A、T、C和G4種核苷酸的平均含量分別為32.2%、46.2%、9.8%和11.9%,A+T含量(78.2%)高于C+G含量(21.7%)。變異位點11個,占所有位點3.0%,其核苷酸多樣性值(Pi)為0.00264,核苷酸差異平均值(k)為0.982。
　　(3)TrnL-trnF基因片段序列全長為總長900bp,其中A、T、C和G4種核苷酸

5、的平均含量分別為34.3%、29.9%、16.9%和18.9%,A+T含量(64.2%)高于C+G含量(35.8%)。變異位點12個,占所有位點1.8%,其核苷酸多樣性值(Pi)為0.00037,核苷酸差異平均值(k)為0.313。
　　(4)三個DNA片段聯(lián)合序列檢測到變異位點34個,利用DnaSP_5.1軟件分析對聯(lián)合基因序列多樣性分析,核苷酸多樣性值(Pi)為0.00222,核苷酸差異平均值(k)為4.212,遺傳分化系數(shù)0

6、.15435,基因流1.37。
　　(5)基于單倍型的系統(tǒng)樹和網(wǎng)絡關(guān)系圖顯示,除個別單倍型外,所有各種群的單倍型在系統(tǒng)聚類樹中基本表現(xiàn)出一種平行式的分布格局,即單倍型并沒有按地理分布形成明顯的簇群,Hap4可能為原始單倍型。
　　(6)以菊科蒿屬的冷蒿作為外類群,與菊芋同一科菊科的其它物種一起進行比對,構(gòu)建菊芋與菊科物種的NJ和MP分子聚類關(guān)系,Bootstrap1000循環(huán)檢驗結(jié)果的置信度,分析顯示菊芋的NJ和MP分子系統(tǒng)