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(guó)傳統(tǒng)名花，在園林中應(yīng)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(guò)度、破壞嚴(yán)重，造成適生生境散失，導(dǎo)致分布范圍急劇縮小、種群規(guī)模和數(shù)量銳減，亟需保護(hù)。本文主要從花部性狀變化、花芽分化和遺傳多樣性三個(gè)方面對(duì)野生桂花和重要栽培類型進(jìn)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(shí)，利用SSR、AFLP分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)不同野生桂花種群進(jìn)行遺傳多樣性分析，探討種群性別組成、年齡結(jié)構(gòu)、地理分布和遺傳多樣性的關(guān)系，明確其遺傳結(jié)構(gòu)，最終為桂花的性系統(tǒng)演化和種質(zhì)資源保護(hù)、利用提供參考。主要研究結(jié)果如下：
　　 ⑴不同性別花雌蕊或退化雌蕊的形態(tài)變異:對(duì)來(lái)自浙江農(nóng)林大學(xué)收集的主要栽培類型和來(lái)自浙江千島湖、浙江龍泉毛芋村和供村3個(gè)自然種群112株野生桂花進(jìn)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(dá)98％;雄花的雌蕊完全退化，存在單層、兩層、三層退化雌蕊結(jié)構(gòu)，可分為8種狀態(tài)，其中呈兩個(gè)苞片狀結(jié)構(gòu)的形態(tài)最多，達(dá)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(jìn)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(gè)時(shí)期。但兩性株比雄株較晚，且頂花的分化起始比側(cè)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(gè)分離的心皮逐漸融合，形成了正常的雌蕊;雄性花的兩個(gè)分離的心皮不隨發(fā)育的進(jìn)行而融合，最終只形成2個(gè)苞片狀的組織以及一個(gè)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(guò)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(shì);因此，桂花的雄花（雄株）應(yīng)該是從兩性花演化而來(lái)，進(jìn)而推測(cè)雄全異株是雌雄同花向雌雄異株演化的過(guò)渡階段。
　　 ⑶野生種群的遺傳多樣性:利用SSR分子標(biāo)記對(duì)浙江

5、、湖南、江西、廣西、廣東、福建6個(gè)省15個(gè)野生種群進(jìn)行了遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)604個(gè)樣品在14個(gè)位點(diǎn)上共檢測(cè)到106個(gè)等位基因，平均各位點(diǎn)的等位基因數(shù)為7.5，平均各位點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(lái)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(gè)種群

7、(Gf、Ss和Sx)遺傳相似度較高，Mantel檢測(cè)也表明種群間遺傳距離與地理距離呈顯著的正相關(guān)(r=0.2805，P=0.0240＜0.05)。采用AFLP對(duì)代表種群進(jìn)行研究，結(jié)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(jié)果一致