中國豆梨與川梨的遺傳多樣性和群體遺傳結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、遺傳多樣性是物種或群體抵抗環(huán)境變化的重要因素，也是生物多樣性的核心組分，對于野生果樹資源而言，遺傳多樣性更是砧木篩選的重要依據(jù)，對生產(chǎn)具有重要的意義。原產(chǎn)于我國的野生梨屬種豆梨（Pyrus calleryana Dcne）和川梨（P.pashia D.Don）是我國南方地區(qū)的主要砧木資源。另外，豆梨被認(rèn)為是最古老的梨屬種之一，川梨則被認(rèn)為是東、西方梨分化過程中的過渡種。因此，研究豆梨和川梨群體遺傳多樣性對解決梨屬植物的起源演化過程也具有

2、重要的意義。迄今為止，我國野生梨屬資源遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究還非常有限。本研究利用cpDNA單倍型和nSSR的方法，結(jié)合對果實表型性狀的分析，以野生豆梨和川梨群體為材料，對這兩個野生種的遺傳多樣性和群體遺傳結(jié)構(gòu)進行評價，主要的研究結(jié)果如下:
　　 1.cpDNA單倍型和nSSR的結(jié)果表明目前浙江省豆梨保持著較高的遺傳多樣性水平（cpDNA: Hd=0.719，π=0.00105，nSSR: He=0.639）。AMOVA

3、分析表明豆梨的遺傳變異主要存在于群體內(nèi)，cpDNA和核基因水平上群體內(nèi)的遺傳變異分別占總遺傳變異的77.04％和91.14％。Mantel檢驗表明群體間的遺傳距離與其地理距離呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)（cpDNA單倍型:r=0.332，p=0.048;nSSRs: r=0.592，p=0.008）。SSR的結(jié)果表明群體間出現(xiàn)了一定程度的遺傳分化（Fst=0.089）。本研究中花粉流/種子流僅為0.86，說明群體間的遺傳物質(zhì)交換主要依靠種子傳播進行

4、。STUCTURE的結(jié)果表明所有豆梨群體可以分為兩個類群，根據(jù)不同類群在各群體中的比例可以將所有群體分為兩個組，豆梨群體cpDNA和nSSR的N-J聚類樹均表明所有群體可以分為東北和西南兩組。浙江省的8個豆梨群體中，群體FY的遺傳變異程度最高，而且群體規(guī)模也較大，因此在開展浙江省豆梨資源的保護工作時，群體FY應(yīng)該優(yōu)先得到保護。
　　 2.川梨群體保持著較高水平的遺傳多樣性（cpDNA: Hd=0.718，π=0.00085;nS

5、SR: He=0.741）。AMOVA分析表明川梨的遺傳多樣性主要存在于群體內(nèi)，群體內(nèi)的遺傳變異在cpDNA和核基因水平上分別為59.61％和91.24％。cpDNA單倍型的Mantel檢驗表明群體間的遺傳距離與其地理距離無顯著相關(guān)（r=0.139，p=0.09），但是nSSR的Mantel檢驗的結(jié)果則顯示群體間的遺傳距離與其地理距離呈顯著正相關(guān)(r=0.783，p=0.000)。在葉綠體水平上，群體間的遺傳分化較大，遺傳分化系數(shù)為0.

6、404，核基因水平上群體間僅出現(xiàn)了中等程度的遺傳分化，遺傳分化系數(shù)為0.087。cpDNA單倍型的結(jié)果表明群體間的遺傳分化較大，特有單倍型較為普遍，單倍型的網(wǎng)絡(luò)圖呈輻射狀分布，推測川梨群體經(jīng)歷了近期的快速分化。川梨群體存在著親緣地理結(jié)構(gòu)(Nst＞Gst，p＜0.05)，對cpDNA單倍型的親緣地理學(xué)分析表明川梨群體經(jīng)歷了連續(xù)的擴張事件。NCA分析表明支系1-2、2-1和總支系經(jīng)歷了連續(xù)的群體擴張，總體的擴張時間大約發(fā)生在621000到2

7、09000年前之間。根據(jù)Ennos的花粉流和種子流比值的公式得到，花粉流是種子流的6.05倍，表明川梨群體之間的遺傳物質(zhì)交換主要通過花粉的傳播進行。川梨的資源保護和利用工作應(yīng)該集中于遺傳變異豐富的群體以及包含特有基因的群體，群體YN1和YN8分別代表了最高水平的cpDNA和nSSR的遺傳變異水平，應(yīng)該優(yōu)先得到保護。
　　 3.通過對本研究所用的豆梨和川梨樣品的cpDNA單倍型結(jié)果進行比對，發(fā)現(xiàn)豆梨和川梨共享2個單倍型（單倍型S1

8、和S2），這兩個單倍型分別為豆梨和川梨的祖先單倍型。豆梨和川梨在單倍型網(wǎng)絡(luò)圖上并不能清晰的分為兩枝，說明兩者在葉綠體水平上的分化程度并不是很高，存在較近的共同祖先。
　　 4.本研究對豆梨和川梨6個果實表型性狀的變異進行分析的結(jié)果表明單果重在群體內(nèi)和群體間的變異程度最高（P.calleryana:26.37％;P.pashia:37.06％）。UPGMA聚類圖和主坐標(biāo)分析的散點圖表明利用6個果實表型性狀可以將豆梨和川梨區(qū)分開來。