中國刺槐群體遺傳多樣性的ISSR分析.pdf

1、刺槐原產(chǎn)北美阿巴拉契山脈和歐扎克高原。它適應(yīng)性強(qiáng)，生長快，材質(zhì)好，用途廣，現(xiàn)已成為世界主要速生闊葉樹種。在世界速生闊葉樹種中，栽培面積僅次于桉樹占第二位，與楊樹、桉樹一起被稱為世界上引種最成功的3大樹種之一。1897年，作為造林樹種引入我國山東青島，現(xiàn)在全國27個(gè)省、市區(qū)有栽培。由于千差萬別的自然條件和人工種植條件，經(jīng)歷了長期的自然選擇和人工選擇過程，其蘊(yùn)藏有極其豐富的基因類型，形成遺傳多樣性，存在地理變異模式。2003年開始，本課題組

2、從遼寧、甘肅、河北、云南等刺槐主要分布區(qū)收集刺槐種子，通過研究刺槐在我國形成的次生種源的遺傳多樣性和遺傳變異，對刺槐種質(zhì)資源的遺傳變異及其演化進(jìn)行探討，為將來更好地利用這一寶貴資源奠定基礎(chǔ)。試驗(yàn)得出如下結(jié)果: 1.摸索出有效的刺槐基因組DNA提取方法。本實(shí)驗(yàn)采用改良CTAB法進(jìn)行刺槐葉片基因組DNA的提取，此方法提取的DNA純度高，成功率高，雜質(zhì)少，方便易行。 2.建立了刺槐ISSR反應(yīng)體系。通過對刺槐ISSR反應(yīng)體系各

3、影響因素的摸索，建立了一套適合于刺槐的ISSR反應(yīng)優(yōu)化體系。在20mLPCR體系中各因素的量為:模板DNA的用量為100ng，Taq DNA聚合酶用量為1U，引物濃度為10pmol/L，dNTP濃度為0.2mmol/L。以編號為116的引物構(gòu)建了刺槐種質(zhì)資源的ISSR指紋圖譜，該圖譜擴(kuò)增帶多，多態(tài)性強(qiáng)，清晰度較高。 3.對刺槐群體內(nèi)和群體問的遺傳多樣性進(jìn)行了比較分析。應(yīng)用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)對分布于全國的10個(gè)刺槐種源群體進(jìn)行了

4、遺傳多樣性的研究。用篩選出的10條引物對10個(gè)群體進(jìn)行ISSR分析，共獲得91條清晰的譜帶，其中多態(tài)性條帶85個(gè)，多態(tài)帶百分率為93.41％。刺槐在種級水平的遺傳多樣性參數(shù)略高于群體水平，多態(tài)位點(diǎn)百分率(P)分別為93.41％、69.01％，Shannon's信息指數(shù)(I)分別為0.6145、0.3733，Nei's基因多樣性指數(shù)(H)分別為0.4337、0.2514。Nei's基因多樣性指數(shù)和Shannon's信息指數(shù)的ISSR統(tǒng)計(jì)結(jié)

5、果，都顯示出中國刺槐遺傳多樣性主要存在于種群內(nèi)。 4.在DNA水平上分析了刺槐群體的地理變異。UPGMA聚類分析可以將10個(gè)刺槐群體分為三大類群，第一大類包括陜西楊陵、甘肅涇川、內(nèi)蒙赤峰、山東濰坊和河北昌黎，在地理分布上位于我國的中西部地區(qū)，緯度分布于34.27°N～42.28°N的范圍內(nèi)；第二大類包括安徽肥西、湖北新洲、河南盧氏、云南昆明，地理緯度均小于第一大類的群體，緯度分布于25.04°N～34.06°N的范圍內(nèi):第三大類

6、僅包括遼寧的朝陽，緯度為41.58°N。中國刺槐群體間親緣關(guān)系與其地理分布有一定的相關(guān)性，但沒有表現(xiàn)出明顯的隨地域變化遺傳結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變的現(xiàn)象，并沒有形成明顯的地理變異模式。 5.對不同刺槐群體問遺傳多樣性進(jìn)行了比較分析。對10個(gè)刺槐種群的遺傳多樣性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明刺槐遺傳多樣性在10個(gè)種群問存在一定差異。其中，有效等位基因數(shù)Ne、Nei’s基因多樣性指數(shù)(H)和Shannon指數(shù)(I)所揭示的刺槐10個(gè)種群遺傳多樣性規(guī)

7、律一致，其順序依次為:遼寧朝陽群體>陜西楊陵群體>甘肅涇川群體>內(nèi)蒙赤峰群體>安徽肥西群體>湖北新洲群體>河南盧氏群體>山東濰坊群體>云南昆明群體>河北昌黎群體。多態(tài)位點(diǎn)百分率(P)和等位基因數(shù)(N)的評價(jià)結(jié)果略有不同?？傮w來看，位于偏高緯度地區(qū)的遼寧朝陽群體(41.58)和內(nèi)蒙赤峰群體(42.28)有較高的遺傳多樣性，另外8個(gè)中、偏低緯度的群體的遺傳多樣性并沒有明顯的隨緯度變化而變化的明顯趨勢。 6.提出了刺槐遺傳資源保護(hù)和利

8、用建議。了解刺槐遺傳變異的空間分布格局對于制定科學(xué)的基因資源保護(hù)和利用策略具有重要作用。在刺槐遺傳改良工作中，優(yōu)良種源、優(yōu)良群體和優(yōu)良個(gè)體選擇不容忽視。因此群體及群體內(nèi)個(gè)體的保護(hù)保存很重要，尤其是特殊生境群體和在分類與遺傳上具有不可替代的獨(dú)特性的群體需優(yōu)先保護(hù)。如陜西楊陵群體特異帶所占比例最高，擁有其他群體沒有的基因類型。遼寧朝陽群體的遺傳多樣性指數(shù)明顯高于其他群體，群體內(nèi)個(gè)體的基因型十分豐富。群體間的遺傳分化指數(shù)Gst為0.4203，