普通野生稻的遺傳動態(tài)和交配系統(tǒng)研究.pdf

1、普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)是亞洲栽培稻(O.sativaL.)的祖先種，是極其重要的種質(zhì)資源。廣州犀牛尾的耐逆境普通野生稻、海南崖縣的“野敗”型普通野生稻、馬來西亞的含高產(chǎn)基因QTLyld1.1和yld2.1普通野生稻均被成功利用到水稻育種上，使中國水稻單產(chǎn)一次又一次大幅度提高。了解普通野生稻的居群遺傳動態(tài)和交配系統(tǒng)將為其有效原地保護(hù)、異地保存提供重要指導(dǎo)。本研究采用SSR標(biāo)記技術(shù)比較了普通野生稻原地保護(hù)

2、與異地保存居群之間、原地保護(hù)與未保護(hù)的自然居群之間、自然居群子代與母代之間的遺傳多樣性水平；檢測了6個自然居群的交配系統(tǒng)，并分析了這些居群的子代群體和母代群體的遺傳動態(tài)，取得以下結(jié)果。 1.湖南江永普通野生稻原地保護(hù)和異地保存居群的SSR多樣性差異 用48對SSR引物對湖南江永普通野生稻異地保存和原地保護(hù)居群進(jìn)行遺傳多樣性分析。48對SSR引物在異地保存和原地保護(hù)中分別檢測出166和119個等位基因，平均每對引物檢測到的

3、等位基因數(shù)分別為3.55和2.60，多態(tài)位點百分率為99.4％和95.2％，平均等位基因觀察數(shù)為1.99和1.95，平均有效等位基因數(shù)為1.428和1.508，Nei基因多樣性指數(shù)為0.272和0.304；原地保護(hù)居群遺傳變異大，但異地保存樣本中發(fā)現(xiàn)新的變異單株。江永野生稻原地保護(hù)4個亞居群(G4-1、G4-2、G4-3、G4-4)的遺傳分化系數(shù)為0.434，江永野生稻4個亞居群間變異量占總變異量的比值差異較大，總變異的43.4％存在于

4、亞居群之間，說明遺傳變異主要存在亞居群內(nèi)；4個亞居群的基因多樣性水平從高至低的順序為G4-1>G4-3>G4-4>G4-2。 2.普通野生稻保護(hù)和未保護(hù)居群遺傳多樣性的比較 為了評價普通野生稻自然居群遺傳多樣性，用24對SSR引物對5個保護(hù)居群(江西東鄉(xiāng)庵家山JXD、湖南茶陵HNC、湖南江永HNJ、廣東高州大嶺GDD、海南儋州HND)和3個未保護(hù)居群(廣西武宣GXW、廣西來賓GXL、廣東高州朋山GDP)，共計356個單株

5、進(jìn)行了遺傳多樣性分析。24個位點均表現(xiàn)為多態(tài)，其中18個位點表現(xiàn)雜合子不足，RM339位點觀察雜合度最高，RM336位點預(yù)期雜合度最高。SSR分析結(jié)果表明，8個居群的遺傳多樣性都較高，其中5個保護(hù)居群的Ae變幅為1.780(JXD)～2.504(HNJ)，He變幅為0.397(JxD)～0.555(HNJ)；3個未保護(hù)居群Ae變幅為2.153(GDP)～3.226(GXL)，He變幅為0.492(GDP)～0.640(GXL)。5個保護(hù)

6、居群與3個未保護(hù)居群之間的遺傳距離較大(0.6585)。這說明雖然有些居群得到了保護(hù)，但未保護(hù)居群的保護(hù)、收集價值仍然很大。 居群間遺傳分化明顯(Fst=0.399)，居群間遺傳距離最小的HNJ居群與GXL居群的相似系數(shù)也只有0.43。F-統(tǒng)計顯示所用居群都偏離了Hardy-weinbery平衡(Fis=0.147)，其中居群GDD、GDP、HND居群Fis<0，表現(xiàn)為雜合子過剩；居群JXD的Fis為0.109，表現(xiàn)輕微的雜合子

7、缺乏；HNC、HNJ、GXW、GXL的Fis>0，F(xiàn)ls值變幅為0.315(GXW)～0.473(HNJ)，說明這4個居群中雜合子不足，可能與這些居群自交比例高有關(guān)。 3.普通野生稻自然居群的交配系統(tǒng)與遺傳動態(tài) 為了了解普通野生稻自然居群的交配系統(tǒng)和居群遺傳動態(tài)，以取自6個自然居群(江西東鄉(xiāng)居群JxD、湖南茶陵居群HNC、湖南江永居群HNJ、廣西武宣居群GXW、廣東高州大嶺居群GDD、廣東高州朋山居群GDP)的267個母

8、株中150個家系(母株)的2353個子代個體為研究對象，用14對SSR標(biāo)記檢測了普通野生稻居群子代與母代的遺傳多樣性；分析了各個居群的單點異交率、多點異交率、近交系數(shù)。 3.1子代居群與母代居群的遺傳多樣性比較 研究結(jié)果表明，統(tǒng)計子代遺傳多樣性時可以按家系分組隨機抽取的3次樣本，分別統(tǒng)計每次抽樣樣本分析數(shù)據(jù)，然后計算平均值。6個子代居群之間遺傳多樣性存在差異，抽樣平均Ae的變幅為1.7193～2.7781，抽樣平均Nei

9、 she變幅為0.3218～0.5891，顯著性檢驗結(jié)果因遺傳多樣性參數(shù)不同而不同。6個居群間子代分化明顯，6個居群間子代Fst的3次重復(fù)平均為0.4181，說明41.81％的遺傳多樣性存在子代居群間；6個子代居群總的固定指數(shù)(FI)三次重復(fù)變幅為0.4537～0.4767，平均為0.4635，推測總的子代群體明顯偏離Hardv-Weinbery平衡，各居群子代的FI都大于0，都表現(xiàn)純合子過剩。6個子代居群間存在一定基因流，3次重復(fù)抽樣

10、Nm變幅為0.3443～0.3518，平均為0.3479。比較6個居群的子代與母代遺傳多樣性，表明子代居群的觀察雜合度Ho都低于母代居群，子代居群固定指數(shù)FI都高于母代居群，說明子代居群的雜合體少于母代居群。各個居群的子代與母代的Nei's He比值變幅為0.9431(HNJ)～1-1412(GDD)。6個子代居群之間Nm和6個母代居群之間Nm分別為0.3479、0.3424，差別很??；6個母代居群間Fst(0.4196)與6個子代居群

11、間Fst(0.4181)相差也很?。桓骶尤旱哪复c子代相似系數(shù)都在0.98以上，說明抽樣子代居群達(dá)到了代表取樣母代居群遺傳多樣性98％以上的要求。 3.2普通野生稻自然居群交配系統(tǒng)參數(shù)分析 普通野生稻6個取樣居群交配系統(tǒng)為混合交配類型。居群之間的異交率相差較大，多點異交率(tm變幅15.1％(HNJ)～41.8％(GXW)，單點異交率(ts)變幅10.1％(HNJ)～28.5％(JXD)。6個取樣居群的多位點異交率都高于

12、單位點異交率，說明居群內(nèi)存在一定的自交。6個取樣居群的rp(m)都比較大，變幅為0.607(HNJ)～0.718(GDP)，說明各居群內(nèi)子代的雙親有可能是姊妹關(guān)系的個體都比較多。GOD和GDP居群的親本近交系數(shù)F<0，說明居群中有過剩的雜合子；JXD、GXW、HNJ和HNC居群的F>0，說明這4個居群中有過剩的純合體。6個取樣居群的rp(s)-rp(m)差值都大，變幅為0.807(HNJ)～0.918(GDP)，說明取樣居群存在亞結(jié)構(gòu)。