芜萍的繁育模式、遗传结构及表观遗传学研究

	芜萍的繁育模式、遗传结构及表观遗传学研究
其他题名	Reproductive mode, genetic structure and epigenetic study of Wolffia globosa
	袁俊霞
学位类型	博士
导师	张大明
	2011
学位授予单位	中国科学院植物研究所
关键词	繁育模式遗传分化空间遗传结构 DNA甲基化芜萍
摘要	芜萍(Wolffia Horkel ex Schleid.)，隶属于浮萍科(Lemnaceae)，是世界上最小的被子植物。该植物个体结构简单而特化，长期以来被认为是一种专性克隆植物。理论上，有性繁殖过程的缺失会导致其克隆居群遗传变异缺乏、克隆后代不利于长距离扩散、适应多变的自然环境的能力减弱；然而，在自然状态下，芜萍却占据了从热带到温带的广泛分布地。芜萍植物是以何种繁育模式实现其居群的延续和扩张？是何种环境适应机理其占据了如此广泛的分布地？面对多变的生境，芜萍的遗传结构和表观遗传背景有何特征？本文将针对芜萍的繁育模式、遗传结构以及表观遗传变异水平等方面展开研究。 1．芜萍的繁育模式与遗传结构研究本研究在对中国分布的芜萍大规模采样的基础上，结合296个AFLP分子标记位点和5个叶绿体cpDNA片段序列信息，研究结果显示： (a) 采集的247份芜萍样本分别隶属于两个叶绿体谱系；在结合叶绿体单倍型和AFLP证据所揭示繁育模式和遗传分化基础上，订正了中国分布芜萍属植物的分类问题，我们认为中国分布的芜萍应为W. globosa。 (b) 通过系统发育分析与AFLP基因型聚类分析，发现芜萍两个遗传谱系之间不存在生殖隔离，且其形态差异不显著、同域分布，我们认为这两个遗传谱系应为W： g/obosa的两个变种。 (c) 基于克隆及遗传多样性分析以及性状相容性分析，我们认为芜萍并非专性的克隆植物，发现有性繁殖事件存在的证据，并且有性繁殖对维持该物种的多样性起到了重要作用。 (d) 空间遗传结构显示：芜萍个体在300km范围内有显著的空间遗传结构，而在两个不同的遗传谱系中，遗传结构只分别存在于400km与100km内，这种小尺度范围内的空间遗传结构其成因与有限的基因流相关。 2．逆境胁迫对芜萍基因组DNA甲基化水平的影响本研究分析了三种逆境胁迫因子(重金属Cd2+、低温、重金属Cd2+&低温) 对芜萍(W.glotosa)基因组DNA甲基化水平的影响。利用MSAP技术检测不同胁迫处理时期(0-15天，7个梯度)内芜萍基因组DNA甲基化模式的变化及规律，研究结果显示： (a) 三种胁迫条件下(重金属Cd2+、低温、重金属Cd2+&低温)，发生甲基化变化的条带占扩增总条带数目分别为：12.3%，16.8%，10.5%。 (b) 在三种胁迫处理初期，芜萍基因组DNA变化主要表现为去甲基化。 (c) 甲基化变化对不同胁迫条件的效应时期也不同。重金属Cd2+胁迫条件下以及重金属Cd2+&低温双重胁迫下，表现为短期快速响应及长期适应性反应的调节机制；而在低温胁迫下，出现应答高峰呈现明显的延迟。 (d) 三种胁迫条件下，芜萍基因组中分别有约45.6%，40.4%，50.1%的甲基化位点可以通过有丝分裂稳定遗传到后代。
页数	111
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11933
专题	系统与进化植物学国家重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	袁俊霞. 芜萍的繁育模式、遗传结构及表观遗传学研究[D]. 中国科学院植物研究所,2011.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
2011091.pdf（4141KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文