紫椴天然種群遺傳多樣性和遺傳分化的研究.pdf

1、本文采用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)，對(duì)國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)植物——紫椴天然種群的遺傳多樣性及遺傳分化進(jìn)行研究，揭示不同地區(qū)紫椴天然種群的遺傳關(guān)系，探討遺傳分化機(jī)制，并為紫椴遺傳資源的有效保護(hù)和合理利用提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： (1)采用細(xì)胞裂解前分離多糖和高濃度鹽去除多糖相結(jié)合的改良CTAB法，可有效去除多糖干擾，使電泳條帶清晰，能夠獲得高質(zhì)量的紫椴基因組DNA。紫椴水培嫩葉、枝條韌皮部、成熟葉片均能提取到較高質(zhì)量的基因組DNA，芽不

2、適合用來提取DNA。在不能夠得到幼嫩葉片的情況下，采用枝條韌皮部提取DNA要比成熟葉片更能獲得較高質(zhì)量的DNA，也能夠滿足不同季節(jié)的需要。 (2)采用單因子實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)2種方法對(duì)影響紫椴ISSR-PCR反應(yīng)體系的4個(gè)主要因素(Taq酶用量、Mg2+濃度、dNTP濃度、引物濃度)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。通過對(duì)2種實(shí)驗(yàn)方法的綜合比較與分析，建立了紫椴ISSR-PCR最佳反應(yīng)體系。同時(shí)，根據(jù)最佳體系篩選擴(kuò)增穩(wěn)定、多態(tài)性豐富的ISSR引物，通過

3、梯度PCR確定引物的最佳退火溫度。并對(duì)擴(kuò)增反應(yīng)的延伸時(shí)間以及循環(huán)次數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到了紫椴ISSR-PCR反應(yīng)的最佳擴(kuò)增程序。 (3)14個(gè)ISSR引物對(duì)不同經(jīng)緯度紫椴天然種群的135個(gè)DNA樣品進(jìn)行PCR擴(kuò)增，平均每個(gè)引物擴(kuò)增出9.3條帶，多態(tài)位點(diǎn)百分率(P)為93.85％。等位基因(A)平均為1.9385，有效等位基因數(shù)(Ae)平均為1.3961，Nei多樣性指數(shù)(H)平均為0.2433，Shannon多樣性指數(shù)(I)平均為0

4、.3803。6個(gè)不同經(jīng)緯度紫椴天然種群間的遺傳多樣性有差異，且紫椴中心分布區(qū)天然種群的遺傳多樣性大于邊緣區(qū)。 (4)不同經(jīng)緯度紫椴天然種群間遺傳分化較大，遺傳分化系數(shù)Gst為0.1965。遺傳變異主要來自種群內(nèi)部，種群內(nèi)的遺傳多樣性占總?cè)后w的80.35％。6個(gè)紫椴天然種群間的基因流Nm為2.0449，表明紫椴種群間有基因流存在，能降低局部變異，阻止適應(yīng)性分化。紫椴各種群間的相似程度較高，遺傳距離與地理距離沒有相關(guān)性。紫椴作為紅松

5、的主要伴生種，在紅松針闊混交林內(nèi)的遺傳多樣性最高。 (5)14個(gè)ISSR引物對(duì)不同海拔紫椴天然種群的90個(gè)DNA樣品進(jìn)行PCR擴(kuò)增，平均每個(gè)引物擴(kuò)增出8.1條帶，多態(tài)位點(diǎn)百分率(P)為87.69％。等位基因(A)平均為1.8769，有效等位基因數(shù)(Ae)平均為1.3740，Nei多樣性指數(shù)(H)平均為0.2305，Shannon多樣性指數(shù)(I)平均為0.3599。不同海拔紫椴天然種群的遺傳多樣性呈現(xiàn)隨海拔升高遺傳多樣性降低的趨勢(shì)

6、。 (6)不同海拔紫椴天然種群間遺傳分化較大，遺傳分化系數(shù)Gst為0.3011。遺傳變異主要來自種群內(nèi)部，種群內(nèi)的遺傳多樣性占總?cè)后w的69.89％。6個(gè)紫椴天然種群間的基因流Nm為1.1603，比不同經(jīng)緯度紫椴天然種群的基因流系數(shù)小。不同海拔紫椴之間的遺傳距離與垂直距離間有較為顯著的相關(guān)性。各種群間遺傳一致度較高，說明海拔高度對(duì)紫椴的地理隔離較小。 (7)針對(duì)遺傳變異主要存在于群體內(nèi)以及中心分布區(qū)群體遺傳多樣性較高的特點(diǎn)