獼猴桃屬植物自然居群的遺傳結(jié)構(gòu)與種間基因漸滲研究.pdf

1、獼猴桃隸屬于獼猴桃科獼猴桃屬，為多年生木質(zhì)藤本植物，雌雄異株，是一種重要的果樹資源。在我國野生資源豐富，是半特有屬。隨著生態(tài)環(huán)境的破壞和獼猴桃產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，為了解決全世界獼猴桃產(chǎn)業(yè)支柱建立在單一的雌性品種上的遺傳風險，需了解其自然資源現(xiàn)狀，提出有效的保護和利用措施，通過育種手段，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的品種是實現(xiàn)獼猴桃產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必經(jīng)之路。另一方面，獼猴桃種間雜交和種內(nèi)多倍化現(xiàn)象的普遍存在，使物種間界限不明顯，了解種間的遺傳結(jié)構(gòu)和基因漸滲現(xiàn)象

2、，可以為獼猴桃屬植物的系統(tǒng)進化和分類關(guān)系提供重要的理論依據(jù)。 本文結(jié)合以上幾個方面，以中華獼猴桃和美味獼猴桃為主，同時涉及闊葉獼猴桃、毛花獼猴桃、綿毛獼猴桃、金花獼猴桃和京梨獼猴桃等7個分類群，利用SSR標記從DNA水平上對10個同域分布的不同物種自然居群進行了遺傳多樣性、居群遺傳結(jié)構(gòu)的分析以及種間雜交漸滲的探討。主要結(jié)果如下： (1)利用9對SSR引物，在獼猴桃屬7個物種共747個樣本上共檢測到253個等位基因，平均每

3、位點等位基因數(shù)為 28.11個，擴增等位基因數(shù)最多的位點為UDK96-009(48個)。在同域分布物種問的共有等位基因上，中華獼猴桃和美味獼猴桃的共有等位基因的比率最高，達60％以上；而湖北莽山 (HM) 毛花獼猴桃和金花獼猴桃物種間共有等位基因比率最低為 18.5％。共享等位基因表型頻率在物種間存在著差異，而且與各同域分布物種樣本的交錯程度或間距存在關(guān)聯(lián)。 (2) 居群內(nèi)遺傳多樣性分析表明：各物種居群內(nèi)等位基因平均數(shù) A 為4

4、.45～14.441；多態(tài)位點百分率P=100，PIC值為0.644～0.870，表明獼猴桃屬植物自然居群具有極高的遺傳多樣性。各物種居群間的分化系數(shù)依次為：美味獼猴桃(0.080)<中華獼猴桃(0.086)<毛花獼猴桃(0.116)<金花獼猴桃(0.118)<闊葉獼猴桃(0.119)。兩兩物種間的遺傳分化系數(shù)平均范圍在0.008～0.108，同域分布物種間的遺傳分化低于物種內(nèi)異域居群間的遺傳分化，其中同域分布的中華獼猴桃和美味獼猴桃兩

5、物種間的基因流均為最高，其余物種間的基因流也都大于1。利用AMOVA分析結(jié)果同樣表明：大部分遺傳變異來源于居群內(nèi)(79.45％)，居群間遺傳分化系數(shù)為0.1698。 (3) 居群 UPGMA聚類揭示中華獼猴桃和美味獼猴桃以地理區(qū)域優(yōu)先聚類，其它物種多以物種分類群優(yōu)先聚類，個體聚類結(jié)果顯示多數(shù)個體聚在各自居群組內(nèi)，但各地理居群并不按地理距離的遠近聚類，這與Mantel相關(guān)性檢測所揭示的居群間遺傳距離與地理距離沒有顯著性相關(guān)的結(jié)果一

6、致。中華/美味獼猴桃復合體近緣種間存在明顯的共祖多態(tài)性和雜交漸滲現(xiàn)象，近緣種植株分布的交錯程度或是否存在亞居群結(jié)構(gòu)是影響雜交漸滲的因素之一。闊葉獼猴桃和毛花獼猴桃也存在著非對稱性基因漸滲，表明親緣關(guān)系較遠的物種間雜交漸滲事件稀少，但存在個別同塑事件。 (4)采用空間自相關(guān)分析方法對河南西峽和陜西商南同域分布的中華獼猴桃和美味獼猴桃自然居群SSR遺傳變異的空間結(jié)構(gòu)進行了分析，選用的9對SSR引物分別從兩居群中共擴增出104個等位基

7、因，選擇其表型頻率在20％～80％的SSR等位基因，運用等樣本頻率方法分別對中華獼猴桃和美味獼猴桃及其中華/美味獼猴桃復合體居群進行了空間自相關(guān)系數(shù)Moran’s I值計算。結(jié)果表明：中華獼猴桃和美味獼猴桃的遺傳變異在兩居群內(nèi)均存在著一定程度的空間結(jié)構(gòu)，盡管近半數(shù)或半數(shù)以上的等位基因在居群內(nèi)表現(xiàn)為隨機分布的空間模式，但也有相當比例的等位基因在居群內(nèi)(29.6％～48.0％)和復合體居群內(nèi)(51.0％，44.7％)呈現(xiàn)漸變、衰退、雙向衰退

8、或侵擾模式。而且其居群內(nèi)遺傳變異的空間分布規(guī)律都基本一致：相距在100 m以內(nèi)，特別是30 m范圍內(nèi)的個體問的等位基因表現(xiàn)出顯著性的正相關(guān)，隨著地理距離的增大逐漸顯示出負相關(guān)。 本文通過SSR分子標記，運用不同的統(tǒng)計軟件對結(jié)果進行分析，從不同的方面揭示了獼猴桃屬植物中存在較高的遺傳多樣性和物種間的基因漸滲，進一步分析表明獼猴桃的遺傳多樣性和居群遺傳結(jié)構(gòu)不僅受其廣域分布、遠交、晚期分化等生活史特性的影響，同時還與獼猴桃的染色體基數(shù)