桂花遺傳多樣性及不同性別花的花芽特性.pdf

1、桂花(Osmanthus fragrans L.)是我國傳統(tǒng)名花，在園林中應用非常普遍;品種繁多，花部性狀變異豐富，其性系統(tǒng)為典型的雄全異株。桂花野生資源具有豐富的變異，是種質(zhì)創(chuàng)新的重要親本資源。然目前野生資源開發(fā)過度、破壞嚴重，造成適生生境散失，導致分布范圍急劇縮小、種群規(guī)模和數(shù)量銳減，亟需保護。本文主要從花部性狀變化、花芽分化和遺傳多樣性三個方面對野生桂花和重要栽培類型進行分析，明確不同性別花雌蕊或退化雌蕊的演化和發(fā)育式樣，探討其雄

2、全異株性系統(tǒng)的演化模式;同時，利用SSR、AFLP分子標記技術對不同野生桂花種群進行遺傳多樣性分析，探討種群性別組成、年齡結構、地理分布和遺傳多樣性的關系，明確其遺傳結構，最終為桂花的性系統(tǒng)演化和種質(zhì)資源保護、利用提供參考。主要研究結果如下：
　　 ⑴不同性別花雌蕊或退化雌蕊的形態(tài)變異:對來自浙江農(nóng)林大學收集的主要栽培類型和來自浙江千島湖、浙江龍泉毛芋村和供村3個自然種群112株野生桂花進行花部性狀觀察發(fā)現(xiàn)，桂花兩性花的雌蕊存在

3、7種狀態(tài)，3種類型，即雌蕊正常發(fā)育型、雌蕊退化型和雌蕊完全敗育型，其中正常雌蕊所占比例達98％;雄花的雌蕊完全退化，存在單層、兩層、三層退化雌蕊結構，可分為8種狀態(tài)，其中呈兩個苞片狀結構的形態(tài)最多，達87％;且兩性花和雄花的退化雌蕊形態(tài)存在一定的聯(lián)系。
　　 ⑵不同性別植株的花芽分化:桂花進行花芽分化研究發(fā)現(xiàn)兩性株和雄株的花芽分化的規(guī)律是一致的，主要包括6個時期。但兩性株比雄株較晚，且頂花的分化起始比側花較早。兩性株和雄株最重要

4、的差異發(fā)生于心皮分化晚期，兩性花的兩個分離的心皮逐漸融合，形成了正常的雌蕊;雄性花的兩個分離的心皮不隨發(fā)育的進行而融合，最終只形成2個苞片狀的組織以及一個空腔。從雄性的發(fā)育保持著雌性器官的分化得出，雄花心皮的發(fā)育過程保留有兩性花發(fā)育的痕跡，表現(xiàn)出從兩性花往單性雄花演化的趨勢;因此，桂花的雄花（雄株）應該是從兩性花演化而來，進而推測雄全異株是雌雄同花向雌雄異株演化的過渡階段。
　　 ⑶野生種群的遺傳多樣性:利用SSR分子標記對浙江

5、、湖南、江西、廣西、廣東、福建6個省15個野生種群進行了遺傳多樣性和遺傳結構的研究，結果發(fā)現(xiàn)604個樣品在14個位點上共檢測到106個等位基因，平均各位點的等位基因數(shù)為7.5，平均各位點多態(tài)性信息含量(PIC)為0.7684。在物種水平，種群的多態(tài)位點百分率為99.06％，Nei's基因多樣性和Shannon信息指數(shù)分別為0.3268和0.4990;在種群水平，各種群的多態(tài)位點百分變化范圍在64.15-100％之間，平均91.89％，各

6、種群的Nei's基因多樣性變化范圍在0.2214-0.3268之間，平均0.2906;各種群間的Shannon信息指數(shù)變化范圍在0.3190-0.4961之間，平均0.4433;種群間的遺傳分化系數(shù)(Gst)為0.1139，基因流為3.8886。表明桂花在種水平遺傳多樣性程度較高，桂花種群間的遺傳分化較低和基因交流較為頻繁，但遺傳變異主要存在于種群內(nèi)部。聚類分析表明，來自浙江建德(Jd)種群和湖南郴州(Cz)種群最先聚類，福建的三個種群

7、(Gf、Ss和Sx)遺傳相似度較高，Mantel檢測也表明種群間遺傳距離與地理距離呈顯著的正相關(r=0.2805，P=0.0240＜0.05)。采用AFLP對代表種群進行研究，結果表明：衰老型的種群江西全南2(Qn)其遺傳多樣性程度明顯低于穩(wěn)定型的種群穩(wěn)定型種群福建官坊(Gf)（Qn∶PPB=48.48％，Ne=0.2631，I=0.1778; Gf∶PPB=79.09％，Ne=0.4148，I=0.2776），與SSR研究的結果一致