馬鞭草屬種間遺傳差異及狹葉馬鞭草遺傳多樣性研究.pdf

1、馬鞭草屬（Verbena L.）為馬鞭草科（Verbenaceae）植物，約有250種，主產(chǎn)于熱帶至溫帶美洲。該屬在我國均為外來植物，主要包括馬鞭草(V. officinalis L.)、柳葉馬鞭草（V. bonariensis L.）、狹葉馬鞭草（V. brasiliensis Vell.）、長(zhǎng)苞馬鞭草（V.bracteataCavannilles ex Lagasca＆Rodrriguez）、美女櫻（V.hybrida Voss）以

2、及細(xì)葉美女櫻(V. tenera Spreng.)。本研究通過1）核基因ITS序列和cpDNA間隔區(qū)序列，以馬纓丹（Lantana camara L.）和蔓馬纓丹（L. montevidensis Briq.）為外類群，對(duì)馬鞭草屬5個(gè)種共26個(gè)居群進(jìn)行了分析，從群體的角度探討馬鞭草屬植物的種間關(guān)系；2）ISSR分子標(biāo)記對(duì)10個(gè)狹葉馬鞭草和4個(gè)柳葉馬鞭草居群進(jìn)行遺傳多樣性分析，闡述了狹葉馬鞭草與柳葉馬鞭草的遺傳結(jié)構(gòu)特征。主要研究結(jié)果如下：

3、
　　1.基于核基因ITS序列和cpDNA間隔區(qū)序列的親緣地理學(xué)分析
　　通過篩選，利用核基因ITS序列引物ITS4-ITS5和兩段葉綠體基因間隔區(qū)序列引物trnS-trnG和psbA-trnH進(jìn)行研究，trnS-trnG序列共有132個(gè)堿基變異位點(diǎn)，包括14段共80bp插入或缺失，共產(chǎn)生9個(gè)單倍型，單倍型多態(tài)性（Hd）為0.749，核苷酸多態(tài)性（π）為0.01313；psbA-trnH序列共有72個(gè)堿基變異位點(diǎn)，包含12段

4、共45bp的插入或缺失，共產(chǎn)生8個(gè)單倍型，Hd為0.598，π為0.00949；ITS序列總共有247個(gè)堿基異位點(diǎn)，包括60bp的插入或缺失，該段序列共產(chǎn)生11個(gè)單倍型，Hd為0.830，π為0.04806。聯(lián)合ITS與cpDNA序列后共有451處多態(tài)位點(diǎn)，包含185bp的插入或缺失，共產(chǎn)生13個(gè)單倍型，Hd為0.830，π為0.02516。馬鞭草屬物種間遺傳分化系數(shù)Gst=0.8682，基因流Nm=0.04；分子差異分析（AMOVA）

5、顯示，有43.499的差異存在于種間占總體的84.32％，8.089的差異存在于種內(nèi)居群間占總體的15.68%，而居群內(nèi)沒有差異，馬鞭草屬內(nèi)差異主要來自種間（Fst=1.00000）。
　　ITS和cpDNA間隔區(qū)的研究結(jié)果都顯示，狹葉馬鞭草與柳葉馬鞭草具有較近的親緣關(guān)系，聚為具有高支持率的一支，然后與馬鞭草聚為一大支，且支持率相對(duì)較高，最后與美女櫻和細(xì)葉美女櫻聚在一起。
　　2.基于ISSR分子標(biāo)記的狹葉馬鞭草遺傳多樣性分

6、析
　　用篩選出的12個(gè)引物對(duì)230個(gè)個(gè)體進(jìn)行擴(kuò)增。結(jié)果顯示，。在物種水平上，狹葉馬鞭草的多樣性指數(shù)（PPB=65.22%，I=0.145，He=0.077，Ne=1.095）高于柳葉馬鞭草的（PPB=50%，I=0.278，He=0.186，Ne=1.165）。在居群水平上，狹葉馬鞭草居群的遺傳分化較高（Gst=0.446，Nm=0.621），其中PYX居群的多態(tài)性最高（PPB=49.28%，I=0.284，He=0.194，N

7、e=1.334）。柳葉馬鞭草居群中，AXLM居群的遺傳多樣性最高（PPB=37.68%，I=0.188，He=0.124，Ne=1.205）。
　　AMOVA分析顯示狹葉馬鞭草與柳葉馬鞭草居群的差異主要來自種間（76.32%），狹葉馬鞭草居群的差異主要來自組間（47.55%）。狹葉馬鞭草的遺傳分化系數(shù)（GST=0.446，Nm=0.621）要高于柳葉馬鞭草的（Gst=0.197，Nm=2.034），并且狹葉馬鞭草明顯分化為兩組。其

8、中一組由江西向塘（XT）、浙江（ZTL）和廣東（GDL）組成（Gst=0.226，Nm=1.712），另一組由江西鄱陽、九江等地的居群組成（Gst=0.305，Nm=1.138），組間缺少基因交流，而組內(nèi)居群間基因交流明顯。
　　UPGMA聚類分析中14個(gè)居群按照物種分為兩個(gè)大的分支，為狹葉馬鞭草與柳葉馬鞭草。狹葉馬鞭草居群內(nèi)，Vsp與XT、GDL、ZTL居群關(guān)系較近，而其他居群關(guān)系較近，這與前面基于ITS-cpDNA聯(lián)合序列的分

9、析相一致。
　　利用MVSP軟件對(duì)ISSR數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，14個(gè)居群分為4個(gè)主要區(qū)域，柳葉馬鞭草主要集中于最右邊，狹葉馬鞭草主要分布在最左面，柳葉馬鞭草中AXLM居群的一部分與狹葉馬鞭草中PYX居群的小部分趨于中間位置，這與遺傳多樣性分析中AXLM居群和PYX居群有較高的遺傳多樣性相呼應(yīng)，并同聚類結(jié)果一致。
　　Structure分析顯示狹葉馬鞭草來自兩個(gè)不同的基因庫，Vsp、GDL、XT、ZTL4個(gè)居群來自相同的基因庫