瀕危植物脫皮榆種群遺傳多樣性研究.pdf

1、脫皮榆(Ulmus lamellosa)是中國特有種,主要分布在我國華北地區(qū),數(shù)量很少,為我國榆科植物中的珍貴種質(zhì)資源。在脫皮榆天然種群分布和進(jìn)行現(xiàn)場勘查的基礎(chǔ)上,采集的實驗材料基本覆蓋了脫皮榆天然分布區(qū)域,包括山西省、河北省、河南省、北京市和內(nèi)蒙古自治區(qū)五個省市自治區(qū)。對脫皮榆16個種群共208個個體進(jìn)行遺傳多樣性研究,據(jù)揭示的遺傳多樣性和遺傳分化的現(xiàn)狀和規(guī)律,為該樹種的種質(zhì)資源保存和遺傳改良提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)資料。主要研究結(jié)果如下:

2、
　　(l)脫皮榆14個表型性狀在種群內(nèi)和種群間均呈顯著或極顯著差異;脫皮榆表型多樣性以性狀變異為量化特征,揭示了其緯度梯度變異的規(guī)律性,隨著緯度的增加,葉片、葉柄寬和葉厚等性狀呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢。根據(jù)變異系數(shù)可知,4個形態(tài)指標(biāo)中葉脈、最寬處鋸齒和葉片指標(biāo)較為穩(wěn)定。變異系數(shù)和Shannon多樣性指數(shù)結(jié)果表明,隨著緯度的增加,脫皮榆各種群的變異也呈遞減趨勢。脫皮榆種群間平均表型分化系數(shù)(Vst)為27.288,種群間變異(27.29

3、％)小于種群內(nèi)(72.71％),脫皮榆表型變異以種群內(nèi)的變異為主要變異來源。利用種群間歐氏距離進(jìn)行UPGMA聚類分析表明,脫皮榆種群可以分為3大類。
　　(2)從88對SRAP引物中,篩選出11對引物。每對SRAP引物擴增帶數(shù)為13-21,平均每對引物擴增17.7個條帶。各單一種群的遺傳多樣性水平明顯低于該物種水平的遺傳多樣性。種群水平的多態(tài)條帶百分率(PPB)為31.44％-57.73％(均值為44.46％),觀察等位基因(na

4、)為1.314-1.577(均值為1.451),有效等位基因數(shù)(ne)為1.203-1.268(均值為1.236),Shannon信息指數(shù)(I)為0.171-0.244(均值為0.214),Nei多樣性指數(shù)(h)為0.116-0.156(均值為0.141)。物種水平的多態(tài)條帶百分率(PPB)為82.72％,觀察等位基因(na)為1.747,有效等位基因數(shù)(ne)為1.3329,Shannon信息指數(shù)(I)為0.3583,Nei多樣性指數(shù)

5、(h)為0.221。分布在山西省(如種群 CC、SGS、XTS、QLY)和河南省境內(nèi)的脫皮榆種群(如HLS、BYS)遺傳多樣性較高。而河北省(如TGS)和內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)的脫皮榆種群(如MLG、JFS、NBG)較其他種群低。脫皮榆在總種群水平上具有偏低的遺傳多樣性。種群間的遺傳分化系數(shù)(Gst)為0.3696,即遺傳多樣性的63.04％分布在種群內(nèi),種群間基因流Nm為0.8528,表明脫皮榆遺傳多樣性主要存在種群內(nèi),在種群間存在較為顯著

6、的遺傳分化。UPGMA聚類分析和Mantel檢驗結(jié)果表明,脫皮榆自然種群間的遺傳距離與地理距離呈顯著相關(guān)。
　　從20對SSR引物中篩選出14對,結(jié)果顯示,各位點的觀察等位基因數(shù)( na)的均值為2.9286,有效等位基因數(shù)(ne)為1.2647-4.5714(均值為2.5319);期望雜合度(He)為0.2106-0.7862(均值為0.5683);觀察雜合度(Ho)為0.2125-0.9375(均值為0.6392)。每個種群觀

7、察等位基因數(shù)目(na)為1.6429-1.9286(均值為1.8080),有效等位基因數(shù)(ne)為1.6016-1.8420(均值為1.7245),觀察雜合度(Ho)為0.5571-0.7429(均值為0.6509)期望雜合度(He)為0.3302-0.4476(均值為0.4027)。脫皮榆種群中,河南省(如種群BYS、HLS)和山西省脫皮榆種群(如MS、CC、DH、XTS)的遺傳多樣性較高,河北省(如TGS)和內(nèi)蒙古自治區(qū)脫皮榆種群(