苦楝聚合群體遺傳多樣性研究與核心種質(zhì)構(gòu)建.pdf

1、苦楝(MeliaazedarachL.)為速生、多功能可綜合利用的鄉(xiāng)土樹種，是高效、低毒的廣譜植物源農(nóng)藥之一；呈連續(xù)的星點(diǎn)狀分布，資源分散，破壞嚴(yán)重。對(duì)現(xiàn)有苦楝鄉(xiāng)土野生資源進(jìn)行收集、保存及遺傳多樣性測(cè)定評(píng)價(jià)，為科學(xué)合理保護(hù)苦楝種質(zhì)資源、遺傳改良、篩選優(yōu)異種質(zhì)進(jìn)行“林-藥”一體的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化生物農(nóng)藥開發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 國內(nèi)外首次在苦楝物候區(qū)劃與物候多樣性研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)苦楝散生點(diǎn)狀分布特性，依據(jù)散生樹種聚群理論與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，在?/p>

2、楝全分布區(qū)中分層抽取24個(gè)群體及其729個(gè)個(gè)體。按照群體間、群體內(nèi)個(gè)體間兩個(gè)層次，采集單果及葉片材料，進(jìn)行了表型多樣性、梯度變異及表型區(qū)劃的研究；在苦楝表型區(qū)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分層抽取8個(gè)苦楝群體，每群體30個(gè)個(gè)體進(jìn)行了DNA分子標(biāo)記(AFLP)遺傳多樣性研究；同步進(jìn)行苦楝子代苗期性狀多樣性研究；并對(duì)表型、DNA分子標(biāo)記(AFLP)以及子代苗期性狀的遺傳多樣性參數(shù)進(jìn)行了耦合研究；構(gòu)建出苦楝核心種質(zhì)保存的樣本策略，提出了苦楝遺傳多樣性保護(hù)策

3、略，并營建了苦楝多點(diǎn)異地保存林。主要研究結(jié)果如下：1苦楝物候區(qū)劃與物候多樣性的研究對(duì)中國苦楝全分布區(qū)的70個(gè)氣象觀測(cè)點(diǎn)的8a(1994-2002)物候觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析評(píng)價(jià)，跟進(jìn)應(yīng)用主成分、聚類分析等方法，將苦楝全分布區(qū)劃分為11個(gè)物候區(qū)；對(duì)每個(gè)物候區(qū)進(jìn)行物候多樣性分析以及物候多樣性梯度分析等，研究提出苦楝物候多樣性梯度變異與特征，為遺傳多樣性研究提供生態(tài)遺傳依據(jù)與內(nèi)容，也為苦楝種子區(qū)劃和種苗調(diào)撥、種質(zhì)資源收集保存提供了科學(xué)依據(jù)。

4、 2表型多樣性研究(1)苦楝表型多樣性極其豐富。方差分析表明苦楝6組18個(gè)表型性狀在群體間和群體內(nèi)都存在極顯著差異(α=0.01)；葉片、單果、單果種子數(shù)、核果、種子、千粒重6組表型性狀的變異系數(shù)分別是24.59％、13.24％、16.82％、11.52％、11.5％、26.96％，平均為15.95％；群體間平均變異系數(shù)為14.01％；12個(gè)表型性狀的重復(fù)力平均值為0.50；表型分化系數(shù)群體間(54.47％)大于群體內(nèi)(45.53％

5、)。 (2)將5個(gè)地理氣候因子及對(duì)應(yīng)的苦楝18個(gè)表型性狀因子進(jìn)行典范相關(guān)分析，第一典范變量的特征根為0.9979(0.01水平極顯著)，占全部特征根的78％；跟進(jìn)主成分分析將二元坐標(biāo)降為1維數(shù)據(jù)軸，即表型性狀梯度值，苦楝表型性狀具很強(qiáng)的東北-西南地理梯度變異模式特點(diǎn)。用通徑分析揭示出各表型性狀對(duì)表型性狀梯度值的直接作用和間接作用，從側(cè)面證實(shí)了繁殖器官性狀穩(wěn)中求變的事實(shí)。 (3)對(duì)18個(gè)苦楝表型性狀，根據(jù)主成分分析和聚類分

6、析，將全分布苦楝表型多樣性劃分為五個(gè)大區(qū)及十個(gè)亞區(qū)，對(duì)各群體內(nèi)個(gè)體所在表型區(qū)進(jìn)行了回判檢驗(yàn)，證明區(qū)劃結(jié)果可靠性達(dá)93.8％。 3DNA分子標(biāo)記(AFLP)遺傳多樣性研究苦楝群體間與群體內(nèi)遺傳多樣性真實(shí)存在。在苦楝表型多樣性研究的樣本中分層隨機(jī)抽樣8個(gè)群體240個(gè)個(gè)體基因組研究中，采用7對(duì)AFLP引物共獲得658條清晰譜帶，其中650條為多態(tài)帶，方差分析結(jié)果表明基因譜帶頻率在群體間差異極顯著(α=0.01)，方差分量貢獻(xiàn)率在群體間

7、占27.26％，群體內(nèi)占72.74％；發(fā)現(xiàn)13條特異譜帶。各群體多態(tài)位點(diǎn)百分率為51.4％～76.29％(種水平為98.78％)；等位基因數(shù)(A)為1.5410～1.7629(種水平為1.9878)；有效等位基因數(shù)(Ae)為1.1724～1.3231(種水平為1.3247)；Shannon信息指數(shù)(I)為0.1790～0.3077(種水平為0.3322)；遺傳多樣性(Ht)為0.1101～0.1969(種水平0.2060)。各引物對(duì)檢測(cè)

8、到遺傳分化系數(shù)(Gst)為0.1130～0.3053(種水平為20.43％)；基因流(Nm)為1.1378～3.9226(種水平為1.9477)。遺傳一致度平均為0.946；遺傳距離平均為0.05632，根據(jù)遺傳一致度進(jìn)行UPGMA聚類分析。 4苦楝聚合群體子代苗期性狀多樣性研究苦楝苗期性狀多樣性豐富?？嚅缙谛誀钭儺愊禂?shù)均值為18.74％，群體間表型分化系數(shù)為44.55％，群體內(nèi)的變異大于群體間的變異；苗高和地徑單株遺傳力分別

9、為0.52和0.36，家系遺傳力分別為0.722和0.617，苗高與地徑遺傳相關(guān)系數(shù)為0.751；苦楝苗高生長呈典型“S”生長曲線，在不同觀測(cè)周期中，群體間、群體內(nèi)家系間生長節(jié)律經(jīng)t檢驗(yàn)具不同程度的差異顯著性。 5苦楝遺傳多樣性的耦合研究通過苦楝物候多樣性、表型多樣性、DNA標(biāo)記多樣性以及子代苗期性狀多樣性4個(gè)方面研究，揭示出苦楝在遺傳多樣性參數(shù)、遺傳多樣性的梯度變異、遺傳多樣性分布中心、樣本策略等方面耦合性較好。根據(jù)以上幾個(gè)層

10、次的耦合研究，確定苦楝的遺傳多樣性中心呈“傾斜帶狀”，在西北部隴南、渭南一帶延續(xù)至華中、華東一帶。 6苦楝聚合群體核心種質(zhì)構(gòu)建與種質(zhì)資源保存綜合苦楝物候性狀、表型性狀和AFLP分子標(biāo)記以及苗期性狀多樣性研究，對(duì)苦楝整體資源分析比較，擬合出苦楝群體間、群體內(nèi)個(gè)體間樣本策略，并對(duì)苦楝種質(zhì)資源的保護(hù)提出“8+1”群體(每苦楝表型區(qū)至少1個(gè)苦楝群體)，每群體保存28個(gè)個(gè)體的苦楝種質(zhì)資源保護(hù)方案；在苦楝核心種質(zhì)構(gòu)建的基礎(chǔ)上，營建了苦楝多點(diǎn)