普通野生稻的遺傳動(dòng)態(tài)和交配系統(tǒng)研究.pdf

1、普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)是亞洲栽培稻(O.sativaL.)的祖先種，是極其重要的種質(zhì)資源。廣州犀牛尾的耐逆境普通野生稻、海南崖縣的“野敗”型普通野生稻、馬來(lái)西亞的含高產(chǎn)基因QTLyld1.1和yld2.1普通野生稻均被成功利用到水稻育種上，使中國(guó)水稻單產(chǎn)一次又一次大幅度提高。了解普通野生稻的居群遺傳動(dòng)態(tài)和交配系統(tǒng)將為其有效原地保護(hù)、異地保存提供重要指導(dǎo)。本研究采用SSR標(biāo)記技術(shù)比較了普通野生稻原地保護(hù)

2、與異地保存居群之間、原地保護(hù)與未保護(hù)的自然居群之間、自然居群子代與母代之間的遺傳多樣性水平；檢測(cè)了6個(gè)自然居群的交配系統(tǒng)，并分析了這些居群的子代群體和母代群體的遺傳動(dòng)態(tài)，取得以下結(jié)果。 1.湖南江永普通野生稻原地保護(hù)和異地保存居群的SSR多樣性差異 用48對(duì)SSR引物對(duì)湖南江永普通野生稻異地保存和原地保護(hù)居群進(jìn)行遺傳多樣性分析。48對(duì)SSR引物在異地保存和原地保護(hù)中分別檢測(cè)出166和119個(gè)等位基因，平均每對(duì)引物檢測(cè)到的

3、等位基因數(shù)分別為3.55和2.60，多態(tài)位點(diǎn)百分率為99.4％和95.2％，平均等位基因觀察數(shù)為1.99和1.95，平均有效等位基因數(shù)為1.428和1.508，Nei基因多樣性指數(shù)為0.272和0.304；原地保護(hù)居群遺傳變異大，但異地保存樣本中發(fā)現(xiàn)新的變異單株。江永野生稻原地保護(hù)4個(gè)亞居群(G4-1、G4-2、G4-3、G4-4)的遺傳分化系數(shù)為0.434，江永野生稻4個(gè)亞居群間變異量占總變異量的比值差異較大，總變異的43.4％存在于

4、亞居群之間，說(shuō)明遺傳變異主要存在亞居群內(nèi)；4個(gè)亞居群的基因多樣性水平從高至低的順序?yàn)镚4-1>G4-3>G4-4>G4-2。 2.普通野生稻保護(hù)和未保護(hù)居群遺傳多樣性的比較 為了評(píng)價(jià)普通野生稻自然居群遺傳多樣性，用24對(duì)SSR引物對(duì)5個(gè)保護(hù)居群(江西東鄉(xiāng)庵家山JXD、湖南茶陵HNC、湖南江永HNJ、廣東高州大嶺GDD、海南儋州HND)和3個(gè)未保護(hù)居群(廣西武宣GXW、廣西來(lái)賓GXL、廣東高州朋山GDP)，共計(jì)356個(gè)單株

5、進(jìn)行了遺傳多樣性分析。24個(gè)位點(diǎn)均表現(xiàn)為多態(tài)，其中18個(gè)位點(diǎn)表現(xiàn)雜合子不足，RM339位點(diǎn)觀察雜合度最高，RM336位點(diǎn)預(yù)期雜合度最高。SSR分析結(jié)果表明，8個(gè)居群的遺傳多樣性都較高，其中5個(gè)保護(hù)居群的Ae變幅為1.780(JXD)～2.504(HNJ)，He變幅為0.397(JxD)～0.555(HNJ)；3個(gè)未保護(hù)居群Ae變幅為2.153(GDP)～3.226(GXL)，He變幅為0.492(GDP)～0.640(GXL)。5個(gè)保護(hù)

6、居群與3個(gè)未保護(hù)居群之間的遺傳距離較大(0.6585)。這說(shuō)明雖然有些居群得到了保護(hù)，但未保護(hù)居群的保護(hù)、收集價(jià)值仍然很大。 居群間遺傳分化明顯(Fst=0.399)，居群間遺傳距離最小的HNJ居群與GXL居群的相似系數(shù)也只有0.43。F-統(tǒng)計(jì)顯示所用居群都偏離了Hardy-weinbery平衡(Fis=0.147)，其中居群GDD、GDP、HND居群Fis<0，表現(xiàn)為雜合子過(guò)剩；居群JXD的Fis為0.109，表現(xiàn)輕微的雜合子

7、缺乏；HNC、HNJ、GXW、GXL的Fis>0，F(xiàn)ls值變幅為0.315(GXW)～0.473(HNJ)，說(shuō)明這4個(gè)居群中雜合子不足，可能與這些居群自交比例高有關(guān)。 3.普通野生稻自然居群的交配系統(tǒng)與遺傳動(dòng)態(tài) 為了了解普通野生稻自然居群的交配系統(tǒng)和居群遺傳動(dòng)態(tài)，以取自6個(gè)自然居群(江西東鄉(xiāng)居群JxD、湖南茶陵居群HNC、湖南江永居群HNJ、廣西武宣居群GXW、廣東高州大嶺居群GDD、廣東高州朋山居群GDP)的267個(gè)母

8、株中150個(gè)家系(母株)的2353個(gè)子代個(gè)體為研究對(duì)象，用14對(duì)SSR標(biāo)記檢測(cè)了普通野生稻居群子代與母代的遺傳多樣性；分析了各個(gè)居群的單點(diǎn)異交率、多點(diǎn)異交率、近交系數(shù)。 3.1子代居群與母代居群的遺傳多樣性比較 研究結(jié)果表明，統(tǒng)計(jì)子代遺傳多樣性時(shí)可以按家系分組隨機(jī)抽取的3次樣本，分別統(tǒng)計(jì)每次抽樣樣本分析數(shù)據(jù)，然后計(jì)算平均值。6個(gè)子代居群之間遺傳多樣性存在差異，抽樣平均Ae的變幅為1.7193～2.7781，抽樣平均Nei

9、 she變幅為0.3218～0.5891，顯著性檢驗(yàn)結(jié)果因遺傳多樣性參數(shù)不同而不同。6個(gè)居群間子代分化明顯，6個(gè)居群間子代Fst的3次重復(fù)平均為0.4181，說(shuō)明41.81％的遺傳多樣性存在子代居群間；6個(gè)子代居群總的固定指數(shù)(FI)三次重復(fù)變幅為0.4537～0.4767，平均為0.4635，推測(cè)總的子代群體明顯偏離Hardv-Weinbery平衡，各居群子代的FI都大于0，都表現(xiàn)純合子過(guò)剩。6個(gè)子代居群間存在一定基因流，3次重復(fù)抽樣

10、Nm變幅為0.3443～0.3518，平均為0.3479。比較6個(gè)居群的子代與母代遺傳多樣性，表明子代居群的觀察雜合度Ho都低于母代居群，子代居群固定指數(shù)FI都高于母代居群，說(shuō)明子代居群的雜合體少于母代居群。各個(gè)居群的子代與母代的Nei's He比值變幅為0.9431(HNJ)～1-1412(GDD)。6個(gè)子代居群之間Nm和6個(gè)母代居群之間Nm分別為0.3479、0.3424，差別很?。?個(gè)母代居群間Fst(0.4196)與6個(gè)子代居群

11、間Fst(0.4181)相差也很小；各居群的母代與子代相似系數(shù)都在0.98以上，說(shuō)明抽樣子代居群達(dá)到了代表取樣母代居群遺傳多樣性98％以上的要求。 3.2普通野生稻自然居群交配系統(tǒng)參數(shù)分析 普通野生稻6個(gè)取樣居群交配系統(tǒng)為混合交配類(lèi)型。居群之間的異交率相差較大，多點(diǎn)異交率(tm變幅15.1％(HNJ)～41.8％(GXW)，單點(diǎn)異交率(ts)變幅10.1％(HNJ)～28.5％(JXD)。6個(gè)取樣居群的多位點(diǎn)異交率都高于

12、單位點(diǎn)異交率，說(shuō)明居群內(nèi)存在一定的自交。6個(gè)取樣居群的rp(m)都比較大，變幅為0.607(HNJ)～0.718(GDP)，說(shuō)明各居群內(nèi)子代的雙親有可能是姊妹關(guān)系的個(gè)體都比較多。GOD和GDP居群的親本近交系數(shù)F<0，說(shuō)明居群中有過(guò)剩的雜合子；JXD、GXW、HNJ和HNC居群的F>0，說(shuō)明這4個(gè)居群中有過(guò)剩的純合體。6個(gè)取樣居群的rp(s)-rp(m)差值都大，變幅為0.807(HNJ)～0.918(GDP)，說(shuō)明取樣居群存在亞結(jié)構(gòu)。