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胡桃楸天然种群遗传多样性和遗传结构的研究

王东娜  
【摘要】:本文采用ISSR分子标记技术对胡桃楸集中分布区内6个种群共180个样本的遗传多样性和遗传结构进行研究,揭示不同地理分布区胡桃楸种群的遗传关系,探讨胡桃楸天然种群的遗传分化机制,阐明不同生境条件对种群遗传多样性的影响,为胡桃楸资源有效保护和合理利用以及制定良种繁育策略提供理论依据。 (1)采用了改良后的CTAB法和传统CTAB法提取胡桃楸冬芽和韧皮部基因组DNA,结果表明改良后的CTAB法提取的DNA主带清晰明亮,无明显的拖尾现象,点样孔基本无滞留,提取的DNA较纯,蛋白质、多糖和酚类等杂质基本去除,获得了高质量的基因组DNA。胡桃楸冬芽和韧皮部提取的DNA可以满足实验需要,解决了季节性对实验的困扰问题。 (2)利用正交设计与单因子实验相结合的方法对影响胡桃楸ISSR-PCR反应体系的5个主要因素(Taq酶、Mg2+、dNTP、引物、模板DNA)在4个水平上进行优化设计。通过综合比较分析,筛选出各反应因素的最佳水平,建立胡桃楸ISSR-PCR最佳反应体系。在此基础上筛选出14条多态性好,扩增稳定的ISSR引物,并确立了最佳退火温度和循环次数,得到胡桃楸ISSR-PCR反应的最佳扩增程序。 (3)利用筛选出的14条引物对6个胡桃楸天然种群共180个样本的遗传多样性进行研究。共检测到140个位点,其中多态位点120个,多态位点百分率(P)为85.71%。在物种水平上,胡桃楸的Shannon信息指数(Ⅰ)为0.4521,Nei指数(h)为0.3024,等位基因(na)为1.8571,有效等位基因(ne)为1.5147,表明物种水平的遗传多样性较高;在种群水平上,遗传多样性随纬度从南到北呈现单峰型变化规律,老爷岭种群的遗传多样性最高,三合种群的最低。 (4)胡桃楸天然种群间的遗传分化较大,遗传分化系数(Gst)为0.1618,胡桃楸的遗传变异大多数存在于种群内,占总遗传变异的83.82%,16.18%的变异存在于种群间。群间的基因流(Nm)为2.5904,结果表明,胡桃楸种群间较大的基因流水平足以抵制遗传漂变的作用,能降低局部变异,维持种群间的相似性。聚类分析的结果与自然地理分布规律基本相一致,地理上较近的种群,在遗传上聚在一起。 (5)胡桃楸表现较高的遗传多样性,说明胡桃楸濒危的主要原因不在其遗传变异方面,主要来自于人为干扰和其生境的破坏与退化,因此其野生种质资源及其生境的保护不容忽视,尤其是特殊生境群体和在分类与遗传上具有不可替代的独特性的种群需优先保护。


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