4个节旋藻样品遗传多样性及亲缘关系的研究

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1、中文摘要节旋藻属于蓝藻门(Cyanopyta)、颤藻科(Oscillatoriaceae)、节旋藻属(Arthrospira)，是一类光合自养的原核生物。在地球上，节旋藻已有35亿年的生存历史，因为体内含有极丰富的营养成分和生理活性物质，故具有广阔的开发利用前景。当今国内外研究和商业化开发使用最多的2个种是钝项节旋藻(彳．platensis)和极大节旋藻(彳．maxima)，它们的原产地分别为非洲Chad湖和中美洲墨西哥Texcoco湖，都属于喜高温的物种。1996年，乔辰教授等在鄂尔多斯高原碱湖中发现了3种节旋藻和1种螺旋藻，近些年对鄂尔多斯高原碱湖节旋藻的研究已有很

2、多报道，主要集中在对该地区节旋藻的发现、形态解剖结构及生理生化特性等方面的研究。有关遗传多样性的研究较少，使用扩增片段长度多态性(AFLP)分子标记技术分析节旋藻样品的遗传多样性及亲缘关系的研究未见报道。本文以鄂尔多斯高原碱湖的钝顶节旋藻(A1)和方胞节旋藻(a4)为材料，运用AFLP技术和形态特征观察，分别从分子水平和形态学水平研究其扩增片段长度的多态性和形态特征的差异，并与引进的非洲Chad湖钝顶节旋藻(A2)和墨西哥Texcoco湖的极大节旋藻(A3)作比较，探讨它们的遗传多样性和亲缘关系。目的是丰富和完善节旋藻的基础研究内容，对鄂尔多斯高原碱湖节旋藻种质资源遗传

3、多样性的保护和利用具有重要意义。AFLP研究显示，筛选出的12对引物扩增得到大小在25～1000bp之间的487条清晰条带，其中380条(78．23％)呈多态性，平均每对引物得到32．75条多态性带。4个样品的特异性条带数多少为～>Al>A2>A3，鄂尔多斯高原碱湖A。和～的多态性均高于引进种A2和A3，表现出前者DNA分子有较高的遗传多样性。4个样品间的平均遗传距离在0．3887～0．9679间，其中A2与A3的遗传距离最小，A3与～的最大，其余样品介于它们之间，说明4个样品存在一定的遗传分化。从遗传距离和聚类分析表明，引进的钝项节旋藻A2和极大节旋藻A3的亲缘关系最

4、近，不同原产地的钝项节旋藻AI与A2的亲缘关系次之，鄂尔多斯高原碱湖的方胞节旋藻～与其它3个样品的亲缘关系较远，其中与A3的亲缘关系最远。形态学研究结果表明，经主成分分析，螺距、螺数、螺宽、体长和细胞长度是区分4个样品表型差异的主要性状；藻体颜色和细胞宽度是区分的次要性猛；末端形态和沉浮类型对区分的作用不大。经判别分析，4个样品的判别准确率在90．00／旷100．O％之间，综合判别率为97．O％；在判别函数的二维点图中，样品间的判别中心相距较远，其分布形成明显的类群，表明4个样品的形态差异较明显，存在一定的遗传分化。。4二个样品的欧氏距离在2．935～5．275之间，其

5、中Al与A2间的欧氏距离最小为2．935，表明它们的形态特征较为接近。～与其它3个样品的欧式距离都较大，其中与A3之间的最大为5．275，与Al之间最小为4．714；聚类结果表明2个不同原产地的钝项节旋藻Al与A2亲缘关系最近，方胞节旋藻～与其它3个样品有较远的亲缘关系，其中与A，的亲缘关系最远，结果与传统分类学结果一致，但与AFLP分析结果有区别。产生这种相悖的原因，推测是由于各自的生态环境明显不同和长期地理隔离促使两者在遗传上发生了一定的分化，且这种分化主要表现在形态学以外的遗传指标上，而有关形态学的遗传指纹相对较稳定，变异较小。关键词：节旋藻，AFLP，形态特征，

6、遗传多样性，亲缘关系ABSTRACTArthrospiraisagroupofphotosyntheticautotrophicprokaryote，whichhasexistedontheearthfor35hundredmillionyears．Itcontainsabundantnutritionalingredientsandphysiologicalactivematerials；thereforeithasabrightprospectforexploitation．A．platensis(Az)inChadLakeinAfricaandA．maxima(A

7、3)inTexcocoLakeinMexicoaremainlyininvestigationandcommercializationatpresent．ThesetwoArthrospirasgrowwellinhightemperature．In1996threespeciesofArthrospiraandaspeciesofSpirulinawerefoundinthealkalinelakeofErdosPlateaubyProf．QiaoCheneta1．InrecentyearsmanystudiesaboutAl，whic