【正文】 ... 3 菊屬、紫草屬、狗尾草屬植物的概況 ................................................................................... 3 菊屬、紫草屬、狗尾草屬植物的觀賞價值 ........................................................................... 5 菊屬、紫草屬、狗尾草屬植物的藥用價值及其有效成分 .................................................. 5 DNA 序列分析在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究中的應(yīng)用和難題 ............................................................ 7 分子系統(tǒng)學(xué) .................................................................................................................................. 7 DNA 序列分析在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究中的應(yīng)用 ................................................................. 8 DNA序列在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究中的發(fā)展 .......................................................................... 8 由 DNA單一序列分析向多序列分析發(fā)展 ..................................................................... 8 由常用 DNA片段分析向低拷貝核基因分析發(fā)展 ......................................................... 9 在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究中常見的難題 ................................................................................... 9 系統(tǒng)分析結(jié)果存在沖突 ...................................................................................................... 9 系統(tǒng)關(guān)系無法得到解決 .................................................................................................. 10 DNA條形碼 .............................................................................................................................. 11 第二章 實驗方法 ................................................................................. 14 材料與方法 ...................................................................................................................................... 14 主要軟件 ................................................................................................................................... 14 數(shù)據(jù)來源 .................................................................................................................................. 14 材料 ........................................................................................................................................... 14 數(shù)據(jù)分析 .................................................................................................................................. 17 第三章 結(jié)果與討論 ............................................................................ 18 目 錄 IV 結(jié)果分析 .......................................................................................................................................... 18 ndhF 序列長度和 C+G 百分含量 ........................................................................................... 18 遺傳距離分析 .......................................................................................................................... 18 聚類分析 .................................................................................................................................. 20 討論 .................................................................................................................................................. 20 ndhF 作為候選 DNA條形碼的優(yōu)勢 ...................................................................................... 20 通過 GenBank查尋 DNA條形碼研究植物遺傳關(guān)系的可行性 ....................................... 23 結(jié) 論 ................................................................................................ 23 參考文獻 ............................................................................................. 24 致 謝 ................................................................................................ 26 第一章 引 言 1 第一章 引 言 課題背景和意義 菊科是 菊糖完全代替了淀粉作為多聚糖貯存。 論文基于 ndhF 序列對幾種植物進行了遺傳關(guān)系分析。生物信息學(xué)分析及與其它物種比對結(jié)果表明 , ndhF C290 位編輯可能會影響該蛋白的正確折疊。每套基因組內(nèi)不同區(qū)域的核苷酸進化速率不同 , 為各分類階元的系統(tǒng)學(xué)研究提供了豐富的變異來源。 Ⅰ SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 畢業(yè)論文 基于 ndhF 序列的植物遺傳關(guān)系分析 學(xué) 院： 生命科學(xué)學(xué)院 專 業(yè)： 生物技術(shù) 摘要 Ⅰ 中文摘要 隨著分子生物學(xué)和生物信息學(xué)的快速發(fā)展 , 基于各種分子數(shù)據(jù)的分析已成為植物系統(tǒng)學(xué)研究的主要手段 , 其中以 DNA 序列的比較分析應(yīng)用最為廣泛。植物擁有 3 套基因組 , 按進化速率由快到慢依次為核基因組 ( nDNA) 、葉綠體基因組( cpDNA) 和線粒體基因組 (mtDNA) (Wolfe et al. , 1987) 。 ndhF 是葉綠體功能基因， 該基因共含有 21 個編輯位點 , 且這 21 個位點均為部分編輯。進一步使用單克隆酶切方法測定了不同脅迫處理對ndhF C290 位編輯效率的影響。首先從 GenBank 數(shù)據(jù)庫中篩選植物序列，所得序列利用軟件進行相 關(guān)分析，根據(jù)遺傳距離及分子系統(tǒng)學(xué)分析對 ndhF 片段長度對比，研究并分析菊屬、紫草屬、狗尾草屬植物的遺傳關(guān)系。菊科所含有的倍半萜內(nèi)酯類具有強心、抗癌、驅(qū)蟲、鎮(zhèn)痛等作用。是人類糧食和牲畜飼料的主 要來源，也是加工淀粉、制糖、釀酒、造紙、編織和建筑方面的重要原料。 隨著生物技術(shù)的發(fā)展，鑒別技術(shù)已從植物形態(tài)鑒別的器官水平，向以顯微粉末為基礎(chǔ)從維管束、薄壁細胞、石細胞等形態(tài)和結(jié)構(gòu)來鑒別的細胞水平發(fā)展，并正向以 DNA鑒別和多態(tài)性分析、化學(xué)成分鑒別等為特征的分子水平深入。雖然同工酶、RFLP、 RAPD、核基因以及葉綠體 DNA片段等分子手段被相繼用于研究苔蘚植物的隱存種形成機制 , 但是目前已報道的相關(guān)種類不過是冰山一角。 GenBank 數(shù)據(jù)庫和 NCBI GenBank 是一個有來自于 70,000多種生物的核苷酸序列的數(shù)據(jù)庫。 GenBank屬于一個序列數(shù)據(jù)庫的國際合作組織，包括 EMBL和 DDBJ。根據(jù) GenBank中 150條葉綠體ndhF基因的序列 , 采用 BLAST相似性分析 , 評價了這兩個 DNA片段作為植物第一章 引 言 2 DNA條形碼的可行性。通過只有四個字母來代表 DNA化學(xué)亞基的字母表，出現(xiàn)了生命過程的語法，其最復(fù)雜形式就是人類。數(shù)目巨大的分子數(shù)據(jù)和這些數(shù)據(jù)的 隱秘而精細的模式使得計算機化的數(shù)據(jù)庫和分析方法成為絕對的必須。 它的使命包括四項任務(wù)： ，生物化學(xué)，和遺傳學(xué)知識的存儲和分析的自動系統(tǒng) 2. 實行關(guān)于用于分析生物學(xué)重要分子和復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能的基于計算機的信息處理的，先進方法的研究 醫(yī)藥治療人員對數(shù)據(jù)庫和軟件的使用。這些研究者不僅僅在基礎(chǔ)科學(xué)上做出重要貢獻，而且往往成為應(yīng)用研究活動產(chǎn)生新方法的源泉。這些問題包括基因的組織，序列的分析，和結(jié)構(gòu)的預(yù)測。另外，NCBI研究者還堅持推動與 NIH內(nèi)部其他研究所及許多科學(xué)院和政府的研究實驗室的合作。約 100種，多可供觀賞，主要原產(chǎn)舊大陸亞熱帶及溫帶地區(qū)。該屬多數(shù)植物葉芳香，互生。如野黃菊全國均有分 布，紫野菊分布在華東、華北及東北地區(qū)，毛華菊分布在華中，甘菊多分布于東北及華北， 小紅菊多分布于華北及東北，菊花腦產(chǎn)于南京。 8世紀前后，作為觀賞的菊花由我國傳至日本，被推崇為日本國微的圖樣。喜涼爽、較耐寒，生長適溫 18－ 21℃ ，地下根莖耐旱，最忌積澇，喜地勢高、土層深厚、富含腐殖質(zhì)、疏松肥沃、排水良好的壤土。而以 。 紫草屬是紫草科的一屬，約 60種，分布于溫帶地區(qū)，我國有 4種，產(chǎn)西南至西北、東北，其中紫草 L. erythrorhizon Sieb. et Zucc. 的根供染料用。內(nèi)藏，花絲短，花藥長圓形，藥隔 有時伸出成一短尖頭；子房 4裂，胚珠 4顆；小堅果 4，平滑或有小疣體。一年生或多年生草本；圓錐花序頂生，圓柱狀或疏展呈塔狀，小穗無芒，有 1－第一章 引 言 4 2小花，全部或部分小穗托以 1至數(shù)枚剛毛，脫落于極短而呈杯狀的小穗柄上，剛毛宿存，第一穎卵形或圓形，比小穗短 1/4至 1/2，第二穎約與小穗等長，第一小花雄性或中性，外稃與第二穎同質(zhì)，第二小花兩性，外稃革質(zhì)，平滑或有皺紋。種子出土適宜深度為 2~5cm,土壤深層未發(fā)芽的種子可存活 10年以上。6~9月為花果期。種子借風(fēng)、灌溉澆水及收獲物進行傳播。適生性強 ,耐旱耐貧瘠 ,酸性或堿性 土壤均可生長。 狗尾草，一年生草本。葉鞘松弛，邊緣具較徑的密綿毛狀纖毛；葉舌極短，邊緣有纖毛；葉片扁平，長三角狀狹披針形或線狀披針形，先端長漸尖，基部鈍圓形，幾成栽狀或漸窄，長 430cm，