油松种群遗传多样性与环境相关性研究

【摘要】：本文采用ISSR分子标记技术,研究了河北承德大窝铺林场不同群落类型4个油松天然种群,和河北承德大窝铺林场、河南伏牛山宝天曼自然保护区、甘肃冶力关国家森林公园、宁夏贺兰山自然保护区、辽宁医巫闾山自然保护区、山东蒙山国家森林公园、山西太岳灵空山、陕西黄龙山蔡家川林场8个地区的油松天然种群的遗传多样性与种群分化;利用SPSS17.0等软件对影响其变异与分化的生物和非生物因子进行相关分析,探讨了油松对不同环境因子的适应机制。主要研究结果如下: (1)采用改良的CTAB-free法加入较高含量的PVP去除多糖和其他次生代谢物,可以消除各种不同干扰物质对DNA提取的影响;利用氯仿:异戊醇(V:V=24:1)抽提2～3次,能够获得高质量的油松基因组DNA,满足后续试验要求。 (2)采用正交试验方法对影响油松ISSR-PCR反应体系的5个主要因素进行4水平的优化试验,建立最优反应体系如下:模板50～60ng;Mg2+ 2.5 mmol/L;4×dNTP 0.25 mmol/L;引物0.4μmol/L;Taq酶1U。根据最优体系筛选出13条扩增稳定、多态性丰富的引物,通过梯度PCR确定引物的退火温度,得到油松ISSR-PCR反应的最佳扩增程序:94℃预变性5min;94℃变性30s,53℃退火45s,72℃延伸2min,35个循环;72℃延伸7min。 (3)13条引物对承德大窝铺林场4个群落类型油松种群检测到180个位点,多态位点百分率(P)91.11%, Nei多样性指数(H)0.277 8,Shannon信息指数(I)0.424 9。混交林种群遗传多样性较纯林种群丰富。 (4)承德4个群落类型油松种群间遗传变异主要来自种群内部,遗传分化系数(Gst)为0.247 8。4个种群间基因流Nm为1.517 4,基因流可以发挥均质化作用,降低局部变异。种群Nei多样性指数和Shannon信息指数与林下灌木的Shannon-Wiener多样性指数呈极显著正相关,与Simpson多样性指数显著正相关,与林下草本均匀度极显著负相关。群落类型强烈影响着油松种群的多态位点比率,群落的复杂程度与油松种群的遗传多样性显著相关。 (5)13条引物对8个地区油松天然种群的样品进行PCR扩增,多态位点百分率(P)达90%以上, Nei多样性指数(H)分别为0.280 9、0.314 1,Shannon信息指数(I)分别为0.425 4、0.471 7。甘肃、宁夏、辽宁种群遗传多样性较低。 (6)8个地区天然油松种群间遗传变异主要来自种群内部。河北—河南—甘肃—宁夏试验组种群遗传分化系数Gst为0.268 9,基因流Nm为1.359 1,基因交流水平较低;辽宁—山东—山西—陕西试验组种群间遗传分化系数Gst为0.351 4,基因流Nm为0.922 7,种群发生了强烈的分化。UPGMA聚类分析表明生态型相近的地理种群首先聚类,种群遗传距离的与地理距离间无明显相关性。 (7)两试验组表现出对不同土壤因子的相关性,对不同气候因子表现为相反的相关关系,不同地域油松种群对各分布区土壤、气候因子从遗传上表现出不同的适应机制。

【关键词】：油松 遗传多样性 遗传分化 生态因子 相关性
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S791.254
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