四种冬青属植物表型性状和叶绿体基因组序列的特征分析
本科毕业论文文献综述
- 研究目的和内容
通过本课题的研究，优化细胞核提取方法，利用流式细胞仪对DNA-C值特征进行分析，同时对植物的表型（叶片，种子，物候等）进行分析，并探索其DNA-C值和基因组大小以及叶绿体基因组序列的特征性。
冬青属植物为优良观叶和观果植物。本项目收集冬青属植物材料，优化细胞核提取方法，利用流式细胞仪对DNA-C值特征进行分析，探索其与测定植物生长表型的相关性，并且采用最新的二代测序方法，对待测冬青属植物叶绿体基因组大小和序列的特征进行比较和完整解析。这是本项目的主要内容。项目对林木多倍体鉴定和物种进化研究具有重要价值。
- 研究现状概述和立题依据
- 冬青属植物分布及研究价值
根据世界植物名录专业网站(http://www.theplantlist.org/)，全球冬青属植物有475种。又据《中国植物志》网络版(http://frps.eflora.cn/)，中国有冬青属约200余种，分布于秦岭南坡、长江流域及其以南广大地区，而以西南和华南最多。我国冬青属植物分多核冬青亚属、冬青亚属和落叶冬青亚属。多核冬青亚属只包含1系1种植物，即多核冬青(I.polypyrena)；冬青亚属分5组，分别是单序冬青组（包含聚伞花冬青系、伞花冬青系）、矮冬青组（包含点叶冬青系、小叶冬青系）、 刺齿冬青组（包含枸骨系、刺齿枸骨系、齿叶冬青系、凹脉冬青系、波缘冬青系）、厚叶冬青组（包含1系）和假刺齿冬青组（包含纤枝冬青系、全缘冬青系、长尾冬青系、小齿冬青系、微缺冬青系、溪畔冬青系），共有植物191种，占我国冬青属植物总数的90%以上；落叶冬青亚属则包括假落叶冬青组、小果冬青组、落叶冬青组和似落叶冬青，每组各1系，共有植物12种。[1]我国冬青属种质资源调查与引进建设在黄山森林大样地中，有冬青属植物12种。在武夷山森林大样地中，有冬青属植物14种。另外，校园有栽培的冬青属植物：（冬青，枸骨，铁东青，大果冬青，大叶冬青，龟甲冬青，华中枸骨等）。本项目拟选择4种冬青属植物作为取样和分析对象。
研究结果表明, 冬青属植物含有三萜、皂苷、黄酮及多元酚类化合物、其他类型化合物和Fe、Ca、Mg、K等多种元素, 迄今已发现三萜及皂苷共100余种, 黄酮及多元酚化合物59种及挥发油等, 具有广泛的药理活性，许多种类具有较高的药用价值，可用于保健、降脂消肥、降压、抗炎、清热解毒、镇咳祛痰、治疗心血管疾病和神经调节等。［2，3］
- 国内外DNA-C值研究现状
（1）基因组大小定义
DNA-C值也称为基因组大小。基因组大小(genome size)是指单倍染色体组的DNA含量。基因组大小的单位为Mb、Gb或pg，1 pg = 978 Mb, 1 Gbasymp;1 pg。基因组大小与DNA-C值 两个概念相互联系却又有着不同的含义。“C值”早在1950年左右就由Swift H提出。某一生物体的配子体细胞核没有加倍时的DNA含量就称为DNA-C值。显然，DNA-C值具有特异性，每一个生物体都是一个恒定数。此外,基因组大小与DNA-C值的英文均是以字母C开头,因此,陈建华(1994)直接将物种的基因组大小等同于DNA-C值,然而,我们知道物种的DNA-C值与其倍性也有关,所以如果要完整得出细胞核的大小,就必须将染色体倍性的影响考虑在内,于是, DNA-1C值的说法呼之欲出,即一个物种配子核中没有复制时的DNA-C值,该概念由Solis et al (2003)提出,为了避免混淆,将成熟植物的体细胞DNA含量称为DNA-2C值,将单个染色体组DNA含量称为该物种的基因组大小,并且通过DNA-2C值除以倍性的公式计算(Bennet 1998)。例如，二倍体的一粒小麦(Tinicimu monococcim)，其核未复制时DNA含量为12.45pg，则其DNA-1C值为12.45/2=6.23pg,即基因组大小；栽培二粒小麦(Trticum diccio), DNA-2C为24.05pg,则其DNA-1C值为24.05/2=12.03pg,而基因组大小则为24.05/4=6.01pg(Soltis et al 2003)。由此可见,二倍体物种的基因组值与DNA-C值是相等的。［4］
（2）基因组大小测定方法
现阶段，基因组大小测量手段主要有化学分析法、孚耳根微显影法（Feulgen microdensitometry）、流式细胞术法（Flow cytometry，FCM）以及复性动力学法（Britten et al1974）。由于本实验用的是流式细胞术法，因此详细介绍一下。
