珙桐天然群體的遺傳多樣性分析及其保存樣本策略研究.pdf

1、珙桐(Davidiainvolucrata)是我國特有的珙桐科珙桐屬植物，起源古老，為第三紀(jì)古熱帶植物區(qū)系的孑遺種。由于其樹姿優(yōu)美、花序奇特好似白鴿展翅，故有“中國鴿子樹”之美稱。珙桐在植物系統(tǒng)發(fā)育和地史變遷研究上有很高的學(xué)術(shù)地位，目前僅在我國有星散狀分布，現(xiàn)已被列為國家一級(jí)保護(hù)珍稀瀕危植物。 本研究主要從三個(gè)方面開展了對(duì)珙桐遺傳多樣性及種質(zhì)資源保存的研究：(1)利用RAPD分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)分布于我國的5個(gè)天然珙桐群體的群體內(nèi)和群

2、體間的遺傳多樣性進(jìn)行檢測(cè)，從DNA水平上闡明其遺傳變異； (2)檢測(cè)不同的取樣方法對(duì)群體遺傳學(xué)參數(shù)的影響； (3)在研究珙桐DNA水平的遺傳多樣性的基礎(chǔ)上，提出珙桐種質(zhì)資源保存的核心種質(zhì)樣本策略。 研究結(jié)果如下：(1)從40個(gè)隨機(jī)引物中篩選出能產(chǎn)生多態(tài)性、清晰明亮的譜帶，且重復(fù)性好的13個(gè)引物用于5個(gè)珙桐群體DNA樣品的RAPD擴(kuò)增及分析。 (2)利用篩選出的13個(gè)多態(tài)引物對(duì)全部186個(gè)樣品DNA進(jìn)行擴(kuò)增

3、，獲得101個(gè)多態(tài)標(biāo)記，平均每個(gè)引物產(chǎn)生7.78個(gè)多態(tài)位點(diǎn)。四川峨眉山、貴州梵凈山、湖北神農(nóng)架三群體的多態(tài)位點(diǎn)百分率明顯高于湖北宣恩和甘肅文縣群體。 (3)各群體間遺傳多樣性有較大差異，貴州梵凈山、湖北神農(nóng)架和四川峨眉山群體明顯大于甘肅文縣群體和湖北宣恩群體。珙桐種內(nèi)平均遺傳多樣性為0.3345，群體內(nèi)平均遺傳多樣性為0.2476，群體間的遺傳多樣性為0.0869?；蚍只禂?shù)達(dá)到了0.2599，基因流為1.4239。說明雖然珙

4、桐大部分變異存在于群體內(nèi)，但是由于珙桐的星散狀分布受小種群效應(yīng)影響，缺乏有效的基因流，致使群體間遺傳變異占到了總變異的26％，群體間遺傳分化較大。 (4)珙桐五個(gè)群體的遺傳相似度較高，均在0.8以上，其中遺傳相似性以貴州梵凈山和湖北神農(nóng)架的兩群體最大(0.9321)，其次是湖北宣恩與湖北神農(nóng)架兩群體(0.8878)，湖北宣恩與甘肅文縣的遺傳相似性最小(0.8141)。 (5)根據(jù)聚類樹形圖顯示，可以將5個(gè)珙桐天然群體分為

5、2大類群體，即湖北2宣恩、湖北神農(nóng)架和貴州梵凈山為一類，四川峨眉山與甘肅文縣為一類。據(jù)此，我們可以將珙桐劃分為東南部和西北部?jī)纱蠓N源區(qū)。 (6)利用Shannon指數(shù)估計(jì)的湖北宣恩群體與甘肅文縣群體的分化明顯高于總?cè)后w的基因分化系數(shù)，但四川峨眉山、貴州梵凈山、湖北神農(nóng)架三個(gè)群體的分化又都低于總?cè)后w的分化。但無論如何相比，遺傳多樣性都大部分存在于群體內(nèi)，群體間多樣性占總?cè)后w遺傳多樣性的25％～26％，兩者所得的結(jié)論是一致的。

6、 (7)根據(jù)樣地中54株珙桐的RAPD分子標(biāo)記數(shù)據(jù)，計(jì)算兩兩之間遺傳相似度，據(jù)此得出聚類圖，把遺傳相似程度較高的小聚群看作一個(gè)鄰域(neighborhood)，可以得出珙桐鄰域示意圖，從而可以推算出珙桐相鄰區(qū)大小(直徑)為15～30m，平均為25m。 (8)根據(jù)珙桐群體抽樣數(shù)和多態(tài)位點(diǎn)百分率所建立的捕獲曲線可知，隨機(jī)抽樣3個(gè)群體的多態(tài)位點(diǎn)百分率可靠性可達(dá)99％。群體內(nèi)隨機(jī)抽樣25個(gè)個(gè)體的可靠性達(dá)95％，隨機(jī)抽樣30個(gè)個(gè)體的可靠

7、性可達(dá)99％。 (9)檢測(cè)不同的取樣方法對(duì)群體遺傳學(xué)參數(shù)的影響結(jié)果表明：有效等位基因數(shù)(Ne)和基因多樣度(h)受取樣個(gè)體數(shù)的影響很小，而群體間的分化系數(shù)Gst和基因流Nm值的估算則明顯受取樣個(gè)體數(shù)的影響。 (10)通過對(duì)珙桐遺傳多樣性的分析及群體遺傳結(jié)構(gòu)的研究，可以得出珙桐核心種質(zhì)的保存樣本策略。原地保存的樣本策略為：選擇甘肅文縣、四川峨眉山、貴州梵凈山三個(gè)種群作為保存對(duì)象，每個(gè)群體保存面積3hm2以上。異地保存的樣本