本文關(guān)鍵詞：樹(shù)皮棲生黏菌物種多樣性和黏菌分子系統(tǒng)學(xué)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：樹(shù)皮棲生黏菌是一獨(dú)特的類群,通過(guò)樹(shù)皮基物的濕室培養(yǎng)法獲得的小型黏菌種可以豐富黏菌的物種多樣性。黏菌物種多樣性的研究主要集中在溫帶和熱帶地區(qū),為了探討全球地區(qū)黏菌物種多樣性的分布格局,有必要進(jìn)行亞熱帶森林中樹(shù)皮棲生黏菌物種多樣性的研究。在中國(guó)東部亞熱帶地區(qū)的天目山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)根據(jù)林型設(shè)置4個(gè)樣地(常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林和針葉林),每個(gè)樣地設(shè)置5個(gè)樣點(diǎn),每個(gè)樣點(diǎn)選取4棵樹(shù),每棵樹(shù)選取距地面50 cm與150 cm處的采樣高度。于2011年10月、2012年5月和2012年10月進(jìn)行3次野外調(diào)查,共采集380份樹(shù)皮基物,1440個(gè)平皿濕室培養(yǎng),每一平皿培養(yǎng)2個(gè)月。在1440個(gè)平皿中1139個(gè)陽(yáng)性平皿(79%)產(chǎn)生原生質(zhì)團(tuán)和子實(shí)體,共獲得20屬42種樹(shù)皮棲生黏菌,其中8種樹(shù)皮棲生黏菌為豐富種：圓頭發(fā)菌Comatricha elegans (12.82%)、混淆篩菌Cribraria confusa (12.82%).小無(wú)絲菌Licea pusilla (10.97%)、小篩菌Cribraria microcarpa(9.31%)、弧線頸環(huán)菌Collaria arcyrionema(7.46%)、兩瓣無(wú)絲菌Licea biforis(7.11%)、灰團(tuán)網(wǎng)菌Arcyria cinerea (6.23%)和碎皮菌Clastoderma debaryanum (4.13%)。在4種林型中,落葉闊葉林中樹(shù)皮棲生黏菌的物種豐富度和物種多樣性最高(S=33,exp[H']=16.60, S/G=1.74),針葉林中樹(shù)皮棲生黏菌的物種豐富度最低且物種組成最均勻(S=21,J'=0.91),常綠落葉闊葉混交林與常綠闊葉林的樹(shù)皮棲生黏菌的物種組成最相似,與落葉闊葉林的物種組成差異最大。等級(jí)聚類分析和多維標(biāo)度排序表明樹(shù)皮棲生黏菌的物種組成呈季節(jié)性分布：2011年10月樹(shù)皮獲得的樹(shù)皮棲生黏菌物種為一類群,2012年5月的樹(shù)皮棲生黏菌物種為一類群,2012年10月的樹(shù)皮棲生黏菌物種為一類群,其中2012年5月和2012年10月的黏菌物種組成最相似。典范對(duì)應(yīng)分析結(jié)果表明采樣季節(jié)和樹(shù)皮pH對(duì)黏菌分布的影響極其顯著,發(fā)網(wǎng)菌目、團(tuán)毛菌目和無(wú)絲菌目黏菌偏好較酸的環(huán)境。DNA條形碼技術(shù)是一種快速、精確和自動(dòng)化的物種鑒定方法,有必要進(jìn)行黏菌DNA條形碼的研究。研究選取核糖體小亞基(Small subunit ribosomal RNA, SSU rRNA)、線粒體細(xì)胞色素c氧化酶亞基1(Cytochrome c oxidase subunit 1, COI)、翻譯延長(zhǎng)因子la (Elongation factors-1 alpha, EF-1α)、核糖體內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(Internal transcribed spacer, ITS)及ITS1、ITS2區(qū)為供試基因片段,結(jié)合GenBank中的相關(guān)序列共5目19種144個(gè)序列,利用序列的擴(kuò)增測(cè)序獲得率、序列間的差異及構(gòu)建系統(tǒng)樹(shù)的方法評(píng)價(jià)黏菌的備選DNA條形碼,分析結(jié)果表明SSU rRNA基因5'端V1和V2區(qū)大小為600 bp左右的片段可作為黏菌的備選DNA條形碼。在備選基因片段中,多數(shù)黏菌的COI基因序列在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中需要插入或替換堿基,且每種黏菌的堿基插入位點(diǎn)不同,要獲得精確完整的COI cDNA序列需要較高的經(jīng)濟(jì)條件,因此CO1基因序列不適宜作為黏菌的DNA條形碼。EF-1a基因片段的信息位點(diǎn)有限和密碼子第三位的變異性,導(dǎo)致物種鑒定率低,EF-1a基因片段同樣不適宜作為黏菌的備選DNA條形碼。ITS序列及ITS1、ITS2區(qū)僅在絨泡菌目中擴(kuò)增成功,需要設(shè)計(jì)多對(duì)引物擴(kuò)增獲得其他目的ITS序列,ITS序列的組成和大小差異較大(分別為826～1495 bp, 174～786 bp,498～696 bp),因此ITS序列及ITS1、ITS2區(qū)也不適宜作為黏菌的DNA條形碼。SSU rRNA基因片段(5'端V1和V2區(qū)大小為600 bp左右)在黏菌供試種中的獲得率為100%,其對(duì)供試種的鑒定效率明顯優(yōu)于其他供試基因,該片段不失為一個(gè)較好的黏菌備選DNA條形碼�，F(xiàn)代黏菌系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究主要集中在SSU rRNA和EF-1a基因上,為了擴(kuò)充黏菌系統(tǒng)發(fā)育研究的基因資源,結(jié)合COI和SSU rRNA基因序列共同比較分析黏菌綱目級(jí)水平的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。論文共獲得20個(gè)序列,COI和SSU rRNA基因序列各10個(gè),在此之前GenBank中僅有6個(gè)黏菌COI基因序列�；�16種COI和16種SSUrRNA基因序列分別單獨(dú)和共同構(gòu)建的系統(tǒng)樹(shù)表明：無(wú)絲菌目和團(tuán)毛菌目親緣關(guān)系近,位于系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的基部,呈并行的兩條分支演化路線；刺軸菌目位于發(fā)網(wǎng)菌目和絨泡菌目的基部,發(fā)網(wǎng)菌目和絨泡菌目的親緣關(guān)系近。由于COI基因序列的保守性和特殊性,COI基因序列不能反映絨泡菌目和發(fā)網(wǎng)菌目?jī)?nèi)部物種之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。ITS2基因的二級(jí)結(jié)構(gòu)比一級(jí)結(jié)構(gòu)更為保守,已在多種生物中被證明可用于系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的研究。結(jié)合ITS2和SSU rRNA基因序列,利用新獲得的和GenBank中的共56個(gè)ITS2序列(44種)和39個(gè)SSU rRNA序列(28種)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)探討ITS2基因用于黏菌系統(tǒng)發(fā)育研究的可行性。ITS2區(qū)將無(wú)絲菌目、團(tuán)毛菌目和發(fā)網(wǎng)菌目聚為同一分支,三者為絨泡菌目的姐妹群；ITS2區(qū)不能較好的揭示團(tuán)毛菌目和無(wú)絲菌目?jī)?nèi)部物種間的親緣關(guān)系。因此,由于ITS2序列的變異性和有限性,ITS2區(qū)在推斷黏菌高階元系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系時(shí)并不是一個(gè)較好的分子標(biāo)記。相反SSU rRNA基因可以很好的揭示黏菌的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。ITS2的二級(jí)結(jié)構(gòu)能夠反映鱗鈣皮菌Didymium squmulosum為形態(tài)學(xué)相近的復(fù)合類群。
【關(guān)鍵詞】：黏菌 物種分類 物種鑒定 DNA條形碼 系統(tǒng)發(fā)育
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q949.32
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 符號(hào)說(shuō)明11-12
• 第一章 緒論12-31
• 1 黏菌物種多樣性的研究12-17
• 1.1 黏菌的分布13
• 1.2 黏菌生長(zhǎng)的基物特異性13-14
• 1.3 樹(shù)皮棲生黏菌的概念14
• 1.4 影響?zhàn)ぞ锓N組成的環(huán)境因素14-17
• 2 生物群落物種多樣性的研究方法17-19
• 2.1 生物群落的物種累積曲線繪制17-18
• 2.2 生物群落的多樣性測(cè)度18
• 2.3 生物群落的等級(jí)聚類分析和多維標(biāo)度排序18
• 2.4 生物群落的相似性分析檢驗(yàn)18-19
• 2.5 生物群落的典范對(duì)應(yīng)分析19
• 3 黏菌分子系統(tǒng)學(xué)的研究現(xiàn)狀19-30
• 3.1 分子系統(tǒng)學(xué)的概念19-21
• 3.2 DNA條形碼的研究現(xiàn)狀21-24
• 3.3 黏菌系統(tǒng)發(fā)育的研究現(xiàn)狀24-29
• 3.4 黏菌分子系統(tǒng)學(xué)研究存在的問(wèn)題與展望29-30
• 4 本文研究的內(nèi)容、目的和意義30-31
• 4.1 研究?jī)?nèi)容30
• 4.2 研究目的30
• 4.3 研究意義30-31
• 第二章 天目山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)樹(shù)皮棲生黏菌物種多樣性的研究31-50
• 1 前言31
• 2 材料與方法31-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)所用儀器31-32
• 2.2 樣地設(shè)置32
• 2.3 采樣方法32-33
• 2.4 樹(shù)皮的濕室培養(yǎng)33
• 2.5 樹(shù)皮棲生黏菌的物種鑒定33-34
• 2.6 數(shù)據(jù)處理34-36
• 3 結(jié)果36-46
• 3.1 樹(shù)皮棲生黏菌的物種組成36-37
• 3.2 采樣方法的充分性估計(jì)37-40
• 3.3 樹(shù)皮生棲生黏菌的物種多樣性分析40-41
• 3.4 樹(shù)皮棲生黏菌的群落分析41-46
• 4 討論46-49
• 5 小結(jié)49-50
• 第三章 黏菌DNA條形碼的初步探索50-73
• 1 前言50-51
• 2 材料與方法51-60
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料51
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器51-54
• 2.3 基因組DNA的提取54-55
• 2.4 引物的選擇、設(shè)計(jì)和確定55-56
• 2.5 目的片段的擴(kuò)增56
• 2.6 PCR產(chǎn)物的檢測(cè)56-57
• 2.7 PCR產(chǎn)物的純化57
• 2.8 PCR產(chǎn)物的克隆與測(cè)序57-58
• 2.9 序列編輯58
• 2.10 候選DNA條形碼序列的數(shù)據(jù)分析58-60
• 3 結(jié)果60-68
• 3.1 PCR反應(yīng)的適宜條件60
• 3.2 PCR擴(kuò)增測(cè)序結(jié)果60
• 3.3 PCR擴(kuò)增和測(cè)序成功率60-62
• 3.4 種內(nèi)與種間的遺傳距離62-63
• 3.5 基因序列在種內(nèi)與種間的相似性差異63
• 3.6 DNA Barcoding Gap的鑒定63-64
• 3.7 系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的評(píng)價(jià)鑒定效率64-68
• 4 討論68-71
• 5 小結(jié)71-73
• 第四章 COI和SSU rRNA基因用于黏菌系統(tǒng)發(fā)育研究的比較分析73-83
• 1 前言73-74
• 2 材料與方法74-75
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料74
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器74
• 2.3 基因組DNA的提取74
• 2.4 PCR擴(kuò)增和測(cè)序74
• 2.5 序列比對(duì)74
• 2.6 序列堿基組成分析74
• 2.7 數(shù)據(jù)組系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)檢測(cè)74
• 2.8 COI和SSU rRNA基因系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建74-75
• 3 結(jié)果75-80
• 3.1 COI和SSU rRNA基因序列的堿基組成75-76
• 3.2 COI和SSU rRNA基因序列的遺傳距離76
• 3.3 COI和SSU rRNA基因序列的堿基替換飽和性分析76-77
• 3.4 COI和SSU rRNA基因序列構(gòu)建的黏菌綱內(nèi)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)77-80
• 4 討論80-82
• 5 小結(jié)82-83
• 第五章 評(píng)估ITS2基因用于黏菌系統(tǒng)發(fā)育研究的可行性83-90
• 1 前言83
• 2 材料與方法83
• 2.1 ITS2序列的獲得83
• 2.2 ITS2序列RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建83
• 2.3 ITS2和SSU rRNA基因系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建83
• 3 結(jié)果83-87
• 3.1 ITS2 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)83-84
• 3.2 ITS2基因序列構(gòu)建的黏菌綱內(nèi)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)84
• 3.3 SSU rRNA基因序列構(gòu)建的黏菌綱內(nèi)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)84-87
• 4 討論87-89
• 5 小結(jié)89-90
• 全文總結(jié)90-92
• 參考文獻(xiàn)92-109
• 附錄 A109-114
• 附錄 B114-118
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果118-119
• 致謝119

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：樹(shù)皮棲生黏菌物種多樣性和黏菌分子系統(tǒng)學(xué)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：297820