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国槐种子形态变异与品种/无性系SRAP分子识别研究

孙荣喜  
【摘要】:国槐(Sophora japonica L.),小到中等乔木,是我国优良的材用、药用、食用和观赏树种。国槐自然分布于中国、朝鲜和日本,广泛引种栽培于世界其他各地。 本研究在国槐浙江杭州、湖北孝感、陕西西安、陕西咸阳、北京、河南濮阳和山东泰安等7个群体中,各随机抽取130个单株作为采种样株,对其种子的长、宽、长宽比、表面积、体积和千粒重等6个性状作了观测分析,采用巢氏设计进行了方差分析,相关性和聚类等统计分析,分析不同性状的表型变异及规律,试图为国槐遗传多样性研究提供量化指标,为国槐遗传资源评价、保存和利用提供依据。以北京市丰台苗圃基地收集保存的国槐品种和无性系为试验材料,旨在探讨国槐DNA的提取和SRAP-PCR的最佳反应体系,为进一步开展国槐遗传资源的SRAP分析,在分子水平上鉴别品种与无性系及其亲缘关系提供科学依据。 主要研究结果如下: 1国槐种子的形态性状存在不同程度的变异,变异系数范围为5.24%-14.57%;6个表型性状在群体间和群体内都达到了极显著水平;6个性状的平均表型分化系数为53.11%,表明群体间遗传变异略高于群体内;种子形态性状与地理纬度和经度的相关程度较低。利用分析结果显示7个国槐群体可以分为3类:1)泰安群体;2)湖北孝感和北京群体;3)浙江杭州,西安,咸阳和河南濮阳聚为一类。研究发现,国槐种子没有明显的地理变异规律,可能是长期地人为栽培造成的,也可能是由于采样的不全面或不连续性造成的。 2采用正交试验确定了国槐的最佳SRAP-PCR反应体系(20 uL):Taq聚合酶1.5 U,dNTPs 0.30 mmol/L,模板DNA 90 ng,Mg~(2+)2.0 mmol/L,引物0.3 umol/L,ddH_2O补至20 uL。 3从120对引物组合中,筛选出12对PCR产物条带清晰、多态性高的引物组合,进行国槐品种与无性系的亲缘关系的分子识别研究。12对引物PCR扩增的条带大多集中在100bp-2000bp之间。在所获得的430条扩增条带,415条具有多态性位点,多态性位点比率为96.60%,其中4对引物的多态性达到了100%。试验结果还表明,SRAP能检测国槐品种及无性系的多个遗传位点。采用Em9-Me12引物组合可以很好的区分国槐的不同品种及无性系,并建立了国槐的SRAP指纹图谱。 4国槐品种和无性系的遗传相似系数(SM)为0.68-0.89,平均相似系数为0.73,说明国槐品种和无性系间的相似性比较高,遗传基础比较窄。可能是由于国槐栽培历史悠久,长期的人工栽培造成的,也有可能是品种选择和无性系选择的范围比较小,造成了国槐品种和无性系间的遗传距离比较小。基于遗传相似系数SM,按非加权配对算术平均法对国槐品种和无性系进行聚类分析,在相似系数0.76处,将其分为4类,第二类为国槐4号和国槐35号;第三类为蝴蝶槐(S. japonica var.oligophylla Franch);第四类为龙爪槐(S. japonica var. pendula Loud.),曹州2号(S. japonica‘Caozhou 2’)和金叶国槐(S. japonica f. flavi-rameus);其余为第一类,第一类又可以分为两个亚组;蝴蝶槐(S. japonica var.oligophylla Franch)单独聚为第三类,表明不同叶型间的差距比较大。


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