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栽培石斛和白木香的遗传多样性分析

杨春勇  
【摘要】:石斛属(Dendrobium)植物是兰科附生植物,其中的许多种是我国传统名贵中药材,具有很高的药用价值。石斛生长对环境要求较高,自然繁殖率低,加上人为过度采挖,导致其野生资源大量减少,供需矛盾日益突出。近年来,浙江、贵州、四川、云南省的一些地区大量发展石斛种植产业,在资源保护和产品供应上发挥了重要作用。在规模化推广栽培过程中,由于种苗来源混杂,同时组培苗也出现多种类型分化等问题,导致石斛药材的产量和质量参差不齐,石斛优良品种的选育势在必行。对栽培石斛遗传多样性进行研究,是石斛种质资源的保护与新品种的选育的前期基础工作。 本研究选择石斛属9个种的30份组培石斛种质和栽培于云南西双版纳地区16个种的17份野生驯化石斛,采用ISSR分子标记技术对其进行遗传多样性和亲缘关系研究。主要结果如下: 30份组培石斛种质的多态性位点比率(PPB)为94.71%。扩增位点的有效等位基因数(Ne)为1.6230,Nei's基因多样性指数(H)为0.3612,Shannon信息指数(Ⅰ)为0.5338。聚类分析结果将30份石斛分为石斛组和顶叶组两个部分,这与形态学分类结果一致,9种石斛之间的聚类没有出现交叉的情况。在Jaccard相似性指数分析结果表明,种间水平上,束花石斛与短棒石斛的相似度最高,为0.371;铁皮石斛与兜唇石斛平均相似度最低,为0.173。聚类结果表明,多数种质的种内相似性和其采集地点一致。17份野生驯化石斛种质的多态性位点比率(PPB)为94.76%。扩增位点的有效等位基因数(Ne)为1.6658,Nei's基因多样性指数(H)为0.3805,Shannon信息指数(Ⅰ)为0.5568。聚类结果大致可以分为石斛组、黑毛组、草叶组和顶叶组4个部分,除石斛组的滇桂石斛和黑毛组的长距石斛聚类到一起外,其他聚类的结果基本与形态学按组分类的结果一致。 白木香(Aguilaria sinensis)是瑞香科沉香属植物,其含树脂的木材被称为沉香,是我国传统名贵药材和名贵天然香料。白木香是我国生产药材沉香的唯一植物资源,由于野生资源锐减,1999年被列为国家二级重点保护野生植物野生及各地引种的白木香居群内表型性状存在一定的差异,分子标记及DNA条形码等分子技术在苗期不同种的区分以及种内种质的遗传多样性分析方面具有优势,可在引种栽培和品种选育过程中发挥辅助作用。 本研究以用ISSR、AFLP两种分子标记技术对16份白木香种质和1份云南沉香(A yunnanensis)种质进行分析,目的在于了解白木香居群的遗传多样性水平、为白木香资源的保护与开发利用提供理论依据。 16份白木香和1份云南沉香种质,ISSR标记检测到的多态性位点比率(PPB)为73.95%,扩增位点的有效等位基因数(Ne)为1.3269,Nei's基因多样性指数(H)为0.2059,Shannon信息指数(Ⅰ)为0.3237;AFLP标记检测到的多态性位点比率(PPB)为86.94%,扩增位点的有效等位基因数(Ne)为1.4357,Nei's基因多样性指数(H)为0.2647,Shannon信息指数(Ⅰ)为0.4076。 从结果来看,两种分子标记方法都能对供试样本进行有效的多样性检测,均等得到遗传多样性水平较高的结论。 两种分子标记的结果存在着一些共同的特征,首先,大多数聚类结果不能与采集地点相对应,这可能是种苗在不同地区迁移造成的;其次,白木香种内的遗传距离低于种间水平,说明之白木香和云南沉香间有较大的遗传差异,从而在分子水平上证明了它们种的地位是明确的。通过Mantel检验,两种标记遗传一致性的相关系数r=0.7705,P=0.0003,相关性明显。 用DNA条形码技术对1份越南河内的白木香种质进行初步鉴定,以GenBank中白木香rbcL、trnH-psbA和ITS2的序列信息为基础,根据报道的相关引物对这3个基因片段进行扩增和测序,结果表明所得三段序列与GenBank中白木香(Aquilaria sinensis)的序列吻合,初步认定该种质为白木香。


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