山楊遺傳多樣性研究與核心種質(zhì)構(gòu)建及利用.pdf

1、山楊(Populus Davidiana.Dode)是我國廣泛分布的鄉(xiāng)土樹種之一,也是白楊派的重要山地造林樹種。其材質(zhì)優(yōu)良、木材色白、質(zhì)輕而軟、結(jié)構(gòu)均勻、紋理通順,是優(yōu)質(zhì)的工業(yè)原料。本研究以建立在黑龍江省林口縣青山林場的山楊種源家系保存林為試驗材料,從表型和DNA水平測定了山楊遺傳多樣性,分析了種源間以及種源內(nèi)家系間遺傳多樣性。同時依據(jù)208個單株SSR分子標記遺傳距離,結(jié)合單株材積的性狀,篩選出核心庫并進行了評價,建立了核心種質(zhì)資源的

2、離體保存體系,并對其進行利用進行了的初步研究。旨在為山楊基因資源評價、保護與保存、遺傳改良策略制定等提供科學理論依據(jù),并為優(yōu)良山楊基因資源的利用提供技術(shù)支撐。通過以上研究,得出如下主要研究結(jié)果:
　　 1.山楊表型性狀的變異非常豐富,在種源間和種源內(nèi)許多性狀均存在顯著的遺傳變異,尤其是樹高、胸徑和材積等生長性狀,種源間差異達到極顯著水平。山楊種群表型性狀頻率多樣度為0.664,種源間為0.018,種源內(nèi)為0.646;總體水平的S

3、hnnaon信息指數(shù)(Ⅰ)為1.469,種源間為0.096,種源內(nèi)為1.373。根據(jù)表型多樣性綜合指標的聚類結(jié)果,可將山楊6個種源劃分為兩大類,方正、葦河聚為一類,湖上、江山嬌、曙光、鐵力聚為一類。
　　 2.利用6對SSR引物對6個種源的山楊的遺傳關(guān)系進行了SSR分析,在引物預期產(chǎn)物大小片段處共擴增出29個位點,其中所有位點均具有多態(tài)性,多態(tài)位點比率達到100％。利用Shannon指數(shù)與Nei指數(shù)估算6個種源山楊的遺傳變異,山

4、楊總體的Shannon指數(shù)為1.1001,各個種源的Shannon多態(tài)性信息指數(shù)中,方正種源最大,達到1.1111,鐵力種源最小,為0.7508。根據(jù)Shannon指數(shù)的大小將各種源排序為:方正＞湖上＞葦河＞曙光＞江山嬌＞鐵力。所研究的山楊種源總的Nei遺傳多樣性指數(shù)為0.5957,每個種源的Nei指數(shù)分布在0.4421～0.5944范圍內(nèi)。所有種源根據(jù)Nei指數(shù)排列的順序與根據(jù)Shannon指數(shù)排列的順序基本一致。
　　 3.

5、6個山楊種源間的基因分化指數(shù)Gst=0.1143,基因流系數(shù)Nm為1.9366。山楊種源內(nèi)的遺傳多樣性占總?cè)后w的88.57％,種源間遺傳多樣性占總?cè)后w的11.43％,這說明山楊種源內(nèi)變異占較大比例。山楊種源間遺傳分化指數(shù)Gst=0.1143,說明種群間遺傳分化較大。山楊6個種群間的基因流Nm為1.9366,證明山楊種群間存在一定的基因流動,能夠降低局部變異,防止適應(yīng)性分化。
　　 4.利用SSR分子標記構(gòu)建的山楊6個種源間的遺傳

6、關(guān)系聚類圖,根據(jù)Nei's遺傳距離利用MEGA軟件構(gòu)建種群遺傳關(guān)系聚類圖。方正、葦河、曙光、鐵力聚為一類,江山嬌和湖上聚為一類。
　　 5.對208份山楊種質(zhì)材料以UPGMA法進行聚類,并采取逐步聚類隨機取樣法、逐步聚類優(yōu)先取樣法和分組聚類法,分別在30％、25％、20％、15％、10％的比率下抽取15個候選子集,經(jīng)過對候選子集遺傳多樣性參數(shù)的比較研究,初步篩選出逐步聚類優(yōu)先取樣法20％抽樣比率下的核心庫T3的42份山楊核心種質(zhì)

7、資源為最佳核心種質(zhì),經(jīng)分子多樣性評價核心庫有39種基因型,等位基因Na*4.6667,有效等位基因Ne*2.7288,Shannon指數(shù)I*1.1173,Nei指數(shù)H*0.6067。核心庫表型性狀多樣性評價,均值差異百分率MD％為15.42％,極差符合率CR79.09％,變異系數(shù)變化率VR為90.00％.,達到了核心庫構(gòu)建的標準,因此認為核心庫T3應(yīng)作為山楊種源家系保存林208個個體的分子遺傳多樣性的核心種質(zhì)資源進行保存。
　　

8、 6.構(gòu)建了山楊組培體系,篩選出山楊芽最佳消毒方法是70％～75％乙醇浸泡10～20s,0.1％氯化汞消毒3min左右;最佳繁殖途徑是以腋芽作為外殖體離體快繁;山楊芽最適分化培養(yǎng)基為NT+6-BA0.5mg/L+KT0.3 mg/L,分化率最高可達86％,分化系數(shù)達到4.32;最佳增殖培養(yǎng)基為WM+6-BA0.5mg/L+NAA0.01mg/L+2％蔗糖;組織培養(yǎng)中高溫、透氣性差的塑料膜、光強不足等因素均顯著促進玻璃化苗的發(fā)生,其中封口

9、材料是玻璃化發(fā)生的主要因子;最佳生根培養(yǎng)基為WM+IBA1.5mg/L+NAA0.01～0.02mg/L,+2％蔗糖,生根率高達93.2％,每苗生根數(shù)可高達14條。由遺傳因素決定,山楊不同無性系生根能力存在顯著差異;移栽應(yīng)選擇莖基部無愈傷組織,根生長粗壯、無污染的健壯苗,移栽基質(zhì)為1/2珍珠巖+1/2壤土,移栽后5天內(nèi)濕度維持在70％以上,并且每天噴霧2次,成活率最高可達90％。并確定山楊組培苗在WM+6-BA3.0mg/L+6.5g/