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中国普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)的遗传多样性及其保护研究

杨庆文  
【摘要】: 原位保护和异位保护是野生稻种质资源安全保存相互补充的两种方式,对这两种保护方式中涉及的生物学问题进行研究对于制定相应的保护策略具有非常重要的指导意义。本论文利用分子标记和常规调查相结合的方法,对我国异位保存野生稻遗传多样性的代表性、异位保存取样策略、原生境保护点野生稻的遗传多样性以及每个保护点的保护策略和技术等保护生物学基础问题进行了探讨。结果如下: 一、以原、异位保护都较完整的江西省东乡县2个居群的原、异位群体为材料,利用30对水稻SSR引物进行了遗传多样性比较研究。结果表明,庵家山居群原、异位保存群体的遗传多样性指数分别为0.5000和0.3555,异位群体的遗传多样性远远小于原位群体,并在聚类图中仅为原位保护材料中的一个分支,说明该异位保存群体由于保存数量太少而不能代表原居群的遗传多样性;虽然水桃树居群原、异位群体的遗传多样性指数分别为0.4100和0.4577,相差较小,但异位保存群体中约40%的相连序号聚集在一起,为重复样本,也不能代表整个居群的遗传多样性。据此认为,异位保存的庵家山和水桃树野生稻遗传资源都不能反映原居群遗传多样性的完整性,进而推测我国保存的普通野生稻资源所包含的遗传变异相对较少,建议进行普通野生稻遗传资源的再收集。 二、以选择取样数目超过50株的5个自然居群为对象,将每个居群所有样品按5的倍数分别随机取样,重复10次,计算每次取样利用SSR所检测的平均等位变异数,并以该居群总的等位变异数为基数,计算等位变异出现的频率,以取样数和频率对应值绘制曲线图。结果表明,如果以曲线图中的拐点为取样值,则5个居群的取样范围为10~30株,而相应的等位变异比率为87.0%~95.1%;如果以等位变异比率90%和95%为临界值确定取样数目,则取样范围分别为15~25株和30~40株。 三、利用30对引物对全国7个普通野生稻原生境保护点的样品进行遗传多样性分析,共检测出150个等位变异,每个位点平均5.4个。7个居群遗传多样性指数从大到小顺序排列为:广东(0.5130)>海南(0.4692)>广西(0.3860)>湖南(0.3520)>江西(0.3485)>福建(0.3154)>云南(0.1444)。在广东、广西、湖南、江西4个居群中,完全按照由南到北的顺序排列,即随着纬度的增加,遗传多样性降低。因此,进一步确认了华南是我国普通野生稻的遗传多样性中心的论点;7个居群在聚类图上完全独立成群,居群之间的个体没有任何交叉,说明7个居群都应保护,选择的保护点是合理的:7个居群中,只有云南居群周围从未种植过栽培稻,而云南居群的遗传多样性远远低于其它6个居群,证实了栽培稻的基因流对普通野生稻遗传多样性具有重要影响的论点。 四、通过SSR遗传多样性分析,选择江西东乡、云南元江和广东高州3个保护点的普通野生稻进行居群遗传分化研究。结果表明,无论是自然隔离还是人工隔离,当隔离时间超过20年,自然群体之间就存在遗传分化,隔离时间越长,遗传分化越显著。说明小生境的变化对普通野生稻的居群遗传分化产生着重要影响。


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