紫椴天然種群遺傳多樣性和遺傳分化的研究.pdf

1、本文采用ISSR分子標記技術(shù)，對國家Ⅱ級保護植物——紫椴天然種群的遺傳多樣性及遺傳分化進行研究，揭示不同地區(qū)紫椴天然種群的遺傳關(guān)系，探討遺傳分化機制，并為紫椴遺傳資源的有效保護和合理利用提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： (1)采用細胞裂解前分離多糖和高濃度鹽去除多糖相結(jié)合的改良CTAB法，可有效去除多糖干擾，使電泳條帶清晰，能夠獲得高質(zhì)量的紫椴基因組DNA。紫椴水培嫩葉、枝條韌皮部、成熟葉片均能提取到較高質(zhì)量的基因組DNA，芽不

2、適合用來提取DNA。在不能夠得到幼嫩葉片的情況下，采用枝條韌皮部提取DNA要比成熟葉片更能獲得較高質(zhì)量的DNA，也能夠滿足不同季節(jié)的需要。 (2)采用單因子實驗和正交實驗2種方法對影響紫椴ISSR-PCR反應(yīng)體系的4個主要因素(Taq酶用量、Mg2+濃度、dNTP濃度、引物濃度)進行優(yōu)化試驗。通過對2種實驗方法的綜合比較與分析，建立了紫椴ISSR-PCR最佳反應(yīng)體系。同時，根據(jù)最佳體系篩選擴增穩(wěn)定、多態(tài)性豐富的ISSR引物，通過

3、梯度PCR確定引物的最佳退火溫度。并對擴增反應(yīng)的延伸時間以及循環(huán)次數(shù)進行優(yōu)化，得到了紫椴ISSR-PCR反應(yīng)的最佳擴增程序。 (3)14個ISSR引物對不同經(jīng)緯度紫椴天然種群的135個DNA樣品進行PCR擴增，平均每個引物擴增出9.3條帶，多態(tài)位點百分率(P)為93.85％。等位基因(A)平均為1.9385，有效等位基因數(shù)(Ae)平均為1.3961，Nei多樣性指數(shù)(H)平均為0.2433，Shannon多樣性指數(shù)(I)平均為0

4、.3803。6個不同經(jīng)緯度紫椴天然種群間的遺傳多樣性有差異，且紫椴中心分布區(qū)天然種群的遺傳多樣性大于邊緣區(qū)。 (4)不同經(jīng)緯度紫椴天然種群間遺傳分化較大，遺傳分化系數(shù)Gst為0.1965。遺傳變異主要來自種群內(nèi)部，種群內(nèi)的遺傳多樣性占總?cè)后w的80.35％。6個紫椴天然種群間的基因流Nm為2.0449，表明紫椴種群間有基因流存在，能降低局部變異，阻止適應(yīng)性分化。紫椴各種群間的相似程度較高，遺傳距離與地理距離沒有相關(guān)性。紫椴作為紅松

5、的主要伴生種，在紅松針闊混交林內(nèi)的遺傳多樣性最高。 (5)14個ISSR引物對不同海拔紫椴天然種群的90個DNA樣品進行PCR擴增，平均每個引物擴增出8.1條帶，多態(tài)位點百分率(P)為87.69％。等位基因(A)平均為1.8769，有效等位基因數(shù)(Ae)平均為1.3740，Nei多樣性指數(shù)(H)平均為0.2305，Shannon多樣性指數(shù)(I)平均為0.3599。不同海拔紫椴天然種群的遺傳多樣性呈現(xiàn)隨海拔升高遺傳多樣性降低的趨勢

6、。 (6)不同海拔紫椴天然種群間遺傳分化較大，遺傳分化系數(shù)Gst為0.3011。遺傳變異主要來自種群內(nèi)部，種群內(nèi)的遺傳多樣性占總?cè)后w的69.89％。6個紫椴天然種群間的基因流Nm為1.1603，比不同經(jīng)緯度紫椴天然種群的基因流系數(shù)小。不同海拔紫椴之間的遺傳距離與垂直距離間有較為顯著的相關(guān)性。各種群間遺傳一致度較高，說明海拔高度對紫椴的地理隔離較小。 (7)針對遺傳變異主要存在于群體內(nèi)以及中心分布區(qū)群體遺傳多樣性較高的特點