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西伯利亚杏SSR引物开发及燕山群体遗传多样性研究

刘华波  
【摘要】:西伯利亚杏(Prunus sibirica L.)是亚洲特有的生态经济型树种,在自然群体中蕴藏着丰富的遗传变异,但对这些资源的遗传多样性和群体结构我们尚不太清楚。微卫星标记具有重复性好、多态性高和共显性等特性而在植物的遗传多样性研究、品种鉴定、分子标记辅助育种等方面得到了广泛的应用,而目前可直接用于西伯利亚杏遗传资源研究的微卫星标记的数量非常有限。因此,本研究采用磁珠富集法和比较遗传学方法开发了一批具有高多态的微卫星标记引物,并对燕山地区的西伯利亚杏群体的遗传多样性进行了研究,为西伯利亚杏种质资源的进一步开发利用提供理论基础。主要研究结果如下: 1.西伯利亚杏SSR分子标记开发 采用两种限制性内切酶(AluⅠ和HaeⅢ)对西伯利亚杏基因组分别进行酶切,构建了两个不同的富集文库。随机挑取384个白色单菌落进行三引物PCR检测,确定166个克隆中含有微卫星序列并进行测序,获得了151条高质量序列,其中无冗余序列143条。在136条无冗余序列中共搜索到200个SSR位点,其中二核苷酸重复类型AG是主要的重复类型,占全部SSR位点的71.50%,符合(AG)15探针进行杂交的预期结果。设计合成了141对引物,以随机挑取的8个西伯利亚杏基因组DNA为模板对这些引物进行筛选,其中71对引物扩增的条带清晰、简单,19对引物在3个西伯利亚杏野生群体和6个普通杏个体中能够得到有效扩增。西伯利亚杏SSR分子标记的开发将会在遗传多样性、种质资源的识别以及分子标记辅助育种等方面发挥重要的作用。 2.燕山地区西伯利亚杏群体遗传多样性研究 利用9对微卫星标记对燕山地区西伯利亚杏的17个群体进行了遗传多样性和遗传结构的分析。在533个个体扩增得到203个等位基因,每位点平均等位基因数为22.556个。分析结果表明燕山西伯利亚杏群体具有较高的遗传多样性,每位点平均有效等位基因数(N)为5.714,多态位点百分率(P)为100%,期望杂合度(He)为0.788。根据有效等位基因数(Ne)、期望杂合度(He)和Shannon信息指数(I)三个遗传多样性参数,遗传多样性最高的群体为北京八达岭,其次为平泉榆树林子,而最低的群体为崇礼驿马图。群体间总的遗传分化系数Fsr为0.065,总的基因流Nm为3.836。分子方差分析(AMOVA)结果显示燕山地区西伯利亚杏群体的遗传变异主要存在于群体内(95.62%)。Mantel检验发现遗传距离与地理距离呈显著相关性(r=0.5894,P0.0001)。UPGMA聚类结果显示,地理距离接近的群体聚在一起,进一步验证了Mantel检测结果。以上述结果为基础,为将来进一步的资源收集和保存提出了建议,为西伯利亚杏种质资源的保存和利用奠定了重要基础。


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