中國特產(chǎn)水果楊梅遺傳多樣性及栽培起源研究.pdf

1、中國特產(chǎn)果樹楊梅(Myrica rubra(Lour.) Sieb et Zucc)是楊梅科(Myricaceae)楊梅屬的亞熱帶著名水果。楊梅廣泛分布于我國長江以南11個省區(qū)，浙江、江蘇、福建、重慶等地都形成了大規(guī)模的楊梅栽培區(qū)域。本研究基于cpDNApsbA-trnH序列和核編碼核糖體RNA基因片段ITS序列變異分析了中國特有水果楊梅的系統(tǒng)地位及與楊梅屬其他種的系統(tǒng)關(guān)系;結(jié)合cpDNA序列變異和核SSR分子標(biāo)記研究了楊梅的群體遺傳結(jié)

2、構(gòu)和遺傳多樣性;運用親緣地理學(xué)和群體遺傳學(xué)原理探討了野生楊梅的親緣地理，與栽培楊梅的親緣關(guān)系和群體遺傳分化;分析了栽培楊梅群體（品種）間的關(guān)系以及栽培楊梅的馴化栽培起源。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　⑴楊梅的系統(tǒng)地位及中國楊梅屬系統(tǒng)發(fā)育初步研究。基于ITS片段，以胡桃科（Juglandaceae）和殼斗科(Fagaceae)為外類群，對楊梅科的現(xiàn)有材料（包括北美楊梅、印尼楊梅和中國楊梅，共三個屬8個種）的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行了研究。研

3、究表明:楊梅科的三個屬分別形成了3個很好的支系，其中高山楊梅屬（Canacomyrica）位于系統(tǒng)樹基部;香蕨木屬（Comptona）與楊梅屬（Myrica）形成很好的姐妹群關(guān)系;來自北美的楊梅屬的兩個種(M.ceriferhera和M.gala)與東亞楊梅形成了姐妹群，表明了明顯的東亞北美間斷分布模式。以北美香蕨木（Comptona peregrina）為外類群，用核糖體ITS片段與cpDNApsbA-trnH聯(lián)合片段對楊梅屬的系統(tǒng)發(fā)

4、育進(jìn)行了研究，結(jié)果表明廣布于東南亞及中國西南的毛楊梅與中國其它三種楊梅形成姐妹群關(guān)系;但楊梅與青楊梅、云南楊梅表現(xiàn)為緊密的復(fù)合群關(guān)系。
　?、茥蠲啡后w遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性?；赾pDNA psbA-trnH序列變異的研究栽培楊梅表現(xiàn)為4種單倍型，野生楊梅表現(xiàn)為6種單倍型，但92％的栽培群體（品種）中只有一種廣布單倍型H1。栽培群體單倍型多樣性僅為0.086，遠(yuǎn)低于野生群體的單倍型多樣性0.347。栽培群體（品種）的核苷酸多樣性僅0

5、.00077，明顯低于野生群體0.00279，反映了栽培群體的遺傳多樣性在栽培馴化和人工高強度選擇過程中的喪失。在核基因水平上微衛(wèi)星(SSR)標(biāo)記揭示的楊梅品種的觀測雜合度(Ho，0.48-0.92)和期望雜合度(HE，0.331-0.688)，總體來說其遺傳多樣性處于中等水平，但特有等位基因含量很少(PR，0～0.167)。楊梅群體核基因水平較豐富的遺傳多樣性體現(xiàn)了人為介導(dǎo)的基因流作用。核SSR反映出楊梅野生群體的遺傳多樣性只是略高于

6、栽培群體，可能是由于楊梅馴化過程中人類常常直接山上挖取野生種質(zhì)資源，加上楊梅人工馴化時間較短，選擇強度較低造成的。cpDNA片段psbA-trnH和核SSR標(biāo)記的AMOVA分析結(jié)果一致反映出野生群體與栽培群體（品種）之間的遺傳分化非常小（Fst分別為2.9％和0.02％），也反映了楊梅的馴化時間并不長。
　?、菞蠲芬吧后w遺傳多樣性、群體分化及親緣地理?；赾pDNA psbA-trnH序列變異的單倍型研究揭示了楊梅野生群體有6種

7、單倍型。單倍型H2位于單倍型網(wǎng)絡(luò)圖的中心位置，根據(jù)溯祖理論推測其為祖先單倍型，該單倍型只分布在廣東野生群體中;單倍型H1為廣布單倍型，81％的野生群體含有此單倍型;H3單倍型在具有單倍型多樣性的野生群體中分布的也比較廣，在云南、廣西、福建野生群體中都出現(xiàn)了H3單倍型;單倍型H4分布在云南和廣西的兩個野生群體中;H5和H6分別只出現(xiàn)在一個野生群體中。野生群體的單倍型分布形成了一定的地理格局:具有廣布單倍型H1的野生群體集中分布在南嶺山脈以

8、北至華東地區(qū)，而其他5種單倍型全部分布在南嶺山脈以南至西南地區(qū)，推測這種地理分布格局是由于冰期后快速擴(kuò)張形成的。南嶺山脈對南北氣流的阻擋使南嶺山脈南北的氣候水熱在冬季有較大的差異，H1廣泛分布在南嶺山脈以北地區(qū)，可能是具有H1單倍型的植株更適合較為寒冷的氣候。
　?、仍耘嗥贩N間的關(guān)系。核SSR標(biāo)記可以將現(xiàn)有的品種分為3種基因池，藍(lán)色基因池的栽培品種有10個，綠色基因池的栽培品種有7個，紅色基因池的栽培品種有15個，還有5個品種表現(xiàn)

9、出明顯的基因混合現(xiàn)象;研究發(fā)現(xiàn)不同栽培地點的相同品種基因型趨于一致，例如各地的東魁(SZDK、GZDK、CQGK、FJDK)和荸薺(WXBQ、CQBQ、YYWQ)品種，這與楊梅栽培一般是通過扦插等營養(yǎng)繁殖手段有關(guān)，營養(yǎng)繁殖保持了其品種的穩(wěn)定性。將核SSR分成的3個基因池與各個品種的農(nóng)藝學(xué)性狀相關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)品種的農(nóng)藝學(xué)性狀與基因池分布并無相關(guān)性，有待進(jìn)一步采用二代測序技術(shù)等新手段的研究來解決。
　?、稍耘鄺蠲返钠鹪春婉Z化?；赾p

10、DNA片段psbA-trnH序列的研究結(jié)果顯示，92％的栽培品種中含有H1單倍型，表明H1單倍型在楊梅栽培馴化種起了主導(dǎo)作用。浙江寧波的YYLZ和JBCJ表現(xiàn)出與云南野生群體(MLP、ZJC)共有單倍型，揭示了它們的可能祖先關(guān)聯(lián)，當(dāng)然不排除人們從云南引種馴化的可能性。由于本研究cpDNA信息量不足，尚不能由該序列變異推測楊梅的栽培起源，但是可以反映出上述線索，同時也揭示分布于廣東省的野生群體GZYS（具有H2這個祖先單倍型）沒有參與楊梅

11、的馴化。核SSR分子標(biāo)記的結(jié)果揭示，楊梅群體可以分為3個基因池。不同的栽培群體（品種）和野生群體分布在三個基因池中，揭示現(xiàn)有的楊梅品種可能有三次獨立起源，主要在華東的浙江、福建、江西。綜合cpDNA、核SSR結(jié)果以及人們在馴化植物時的習(xí)慣（如就近原則），可以認(rèn)為栽培楊梅是多地多次從野生群體中選育馴化完成的。從本文野生楊梅的群體分析結(jié)果可以認(rèn)為南嶺山脈以南至西南是中國楊梅屬的祖先居住地，但特有水果楊梅(Myrica rubra)的馴化最初