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《华中农业大学》 2010年
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银杏核心种质构建初探

郑瑜  
【摘要】:银杏(Ginkgo biloba L),又称公孙树,是原产我国的现存的裸子植物中最古老的孑遗植物之一,有“活化石”之称。银杏是单科属种树种,同科内没有近缘种,其种质资源极为珍贵。我国许多地方都分布着规模不等的银杏种群,这些银杏种群中蕴含着丰富种质资源,为了有效的保护和利用这些种质资源,构建核心种质是一项重要的课题。本文以采自湖北省14个地区的205份样品为原始材料,初步研究探讨了银杏核心种质构建的方法策略,目的是为大规模的银杏核心种质构建奠定基础。主要研究结果如下: (1)利用筛选出的9条ISSR引物对银杏种子胚乳DNA进行ISSR分子标记分析,共获得158条清晰的条带,其中多态性带144条,多态性百分率(PPB)91.12%,以此建立了205份银杏样品的分子特征数据库。 (2)首先研究了银杏核心种质构建的方案与策略,采取不同分组原则、5种总体取样比例、4种组内取样策略及2种组内取样方法,一共建立了45组候选核心种质:然后,用多态位点百分率(PPB)、多态位点数(NPL)、观测等位基因数(AO)、有效等位基因数(AE)、Nei's基因多样性(HE)及Shannon's多态性信息指数(HI),对45组候选核心种质进行检验。最终选择出最佳构建策略,即:按来源产地分组,总体取样比例为25%,组内采取对数比例法确定组内取样量,最后用组内类平均法(UPGMA)聚类抽样,并以此策略,筛选出52份样品,构建出核心种质。 (3)利用POPGENE软件,对筛选出的52份核心种质与全部的205份原始种质及153份保留种质的遗传多样性进行比较分析,并利用统计分析软件对核心种质和全部原始种质进行了t测验。结果表明,核心种质样品保留了全部原始种质样品数的25.37%,多态位点数及多态性位点百分率的保留率达到了98.09%,十分接近原始种质样品;观测等位基因数(AO)、有效等位基因数(AE)、Nei's基因多样性(HE)、Shannon's多态性信息指数(HI)的保留率分别是99.05%、100.98%、101.69%、101.26%,其中有效等位基因数、Nei's基因多样性、Shannon's多态性信息指数3个指标比原始样品略高。t测验证明,核心种质和原始种质在遗传多样性各指标上不存在显著差异。另外,与保留种质相比,核心种质的上述遗传多样性指标明显的高。这说明,所构建的核心种质能较好的体现原始种质群体的遗传上的多样性,具有较高的代表性。 (4)AMOVA分析表明,核心种质和原始种质的总基因多样性相似度很高,达99.48%。核心种质群体间的遗传分化指数及群体间遗传变异占总遗传变异的百分数要略高于原始种质,说明核心种质遗传变异更多来自群体间,这是因为构建核心种质时是尽可能的选取遗传差异大的样品,以便用最小数量的样品最大程度的代表全部资源。核心种质与原始种质的基因流及群体内的基因多样性2指标的相似率分别为83.21%和54.31%,这说明核心种质不能完全代表原始种质的所有遗传多样性,不管保留率多高,核心种质都不能完全替代原始的种质资源,不能完整表现原始种质群体内遗传变异的关系和进化上的亲缘关系。因此,保留种质不能完全舍弃,而是应在核心种质和保留种质间建立一种动态的信息交换机制。
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