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基于DNA序列分析的中国灵芝遗传多样性与群体遗传分化研究

刘雪莹  
【摘要】:灵芝(Ganoderma lingzhi)是我国沿用两千多年的药用真菌,具有丰富的药理活性和巨大的药用价值,能够抗氧化、抗衰老、镇静、强心、降血糖血脂、调节免疫系统,多年来一直是医药领域的研究热点。目前我国灵芝的人工栽培已形成规模,但野生灵芝相对栽培灵芝更具有遗传学上的意义。研究灵芝的遗传多样性和遗传变异能够为灵芝的种质资源保护和良种筛选提供重要的理论依据。本研究收集了全国各地168个灵芝样本,按采集地生境划分为8个地理群体,采用内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)和翻译延长因子1-α(EF1-α)两种基因片段分子标记方法,基于种群和地理群体两个层面研究了我国野生灵芝的遗传多样性和群体遗传分化。基于ITS序列对中国8个不同地理群体灵芝的分子变异、遗传多样性、群体遗传分化程度进行了分析。结果表明:(1)168个灵芝样品中共检测到39个单倍型(H1-H39),表现出高单倍型多样性、低核苷酸多样性(Hd=0.867±0.018,Pi=0.00304±0.00024),遗传多样性水平较低,各地理群体的遗传多样性水平相差不大。(2)TCS单倍型网络图和基于ML、NJ法构建的单倍型系统发育树显示,种群发生过局部扩张,各地理群体的遗传距离与地理距离之间没有形成对应关系,二者没有明显的相关性。(3)AMOVA分析结果显示不同地理群体间的遗传变异占4.33%,群体内的变异占95.67%,遗传分化主要来自于不同地理群体内部。总体和各地理群体的中性检验结果显示,群体扩张遵循中性进化,种群经历过瓶颈效应后部分地理群体发生过扩张,总体上种群大小保持相对稳定。(4)整体的遗传分化指数Fst为0.04331,基因流Nm=2.99,表明各地理群体间存在频繁的基因交流,群体遗传分化较小。基于EF1-α序列对中国8个不同地理群体灵芝的分子变异、遗传多样性和群体遗传分化的研究结果表明:(1)110个灵芝样品中共检测到14个单倍型(h1-h14),表现出较低的遗传多样性水平(Hd=0.502±0.051,Pi=0.00287±0.00035),各群体的遗传多样性水平有相对较大的差距。(2)TCS单倍型网络图和基于ML、NJ法构建的单倍型系统发育树显示,种群没有发生过扩张,各地理群体的遗传距离与地理距离之间没有形成对应关系,二者没有明显的相关性。(3)AMOVA分析结果显示不同地理群体间的遗传变异占5.92%,群体内的变异占94.08%,遗传分化主要来自于各地理群体内部。总体和各地理群体的中性检验结果显示,没有发生明显的群体扩张,群体大小稳定的动态平衡。(4)整体的遗传分化指数Fst为0.05919,基因流Nm=5.98,表明各地理群体间存在非常频繁的基因交流,群体遗传分化较小。基于ITS和EF1-α两种基因分子标记的灵芝遗传多样性、群体遗传分化和种群动态历史分析得到的结果相似。我国野生灵芝的遗传多样性较低,地理群体间的遗传距离、遗传分化程度低,绝大部分的遗传分化来自于个体的差异,推测原因可能为种群扩张历史较短,分布范围较窄,造成遗传多样性偏低,各群体间遗传分化不大。


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