【摘要】：水松(Glyptostrobus pensilis(Staunt.)Koch),原為杉科(Taxodiaceae)水松屬單種屬植物,現(xiàn)APG Ⅳ分類系統(tǒng)中歸入柏科(Cupressaceae)。水松在我國屬一級保護植物,在IUCN瀕危植物紅色名錄中為“極�！钡燃�。本研究利用從NCBI數(shù)據(jù)庫中下載的水松葉綠體全基因組序列,開發(fā)多態(tài)性微衛(wèi)星(cpSSR)位點。利用核基因組和葉綠體基因組微衛(wèi)星(nSSR,cpSSR)標記方法,探討水松在杉科的系統(tǒng)發(fā)育地位。利用開發(fā)的多態(tài)性cpSSR位點,對全球現(xiàn)存水松代表群體(中國、越南和老撾)進行譜系地理學研究,分析其遺傳多樣性水平和遺傳分化,明確水松譜系地理結構,推測其冰期避難所及間冰期種群遷徙擴散路線,了解其種群歷史動態(tài)。研究工作能為水松的遺傳資源保護與種群恢復提供理論和實踐依據(jù),也可為第四紀冰期我國植物變遷研究提供參考。主要研究結果如下。(1)水松葉綠體基因組含170個完美型SSR位點,篩選重復次數(shù)大于或等于8的SSR位點,共設計70對cpSSR引物,均可成功擴增,并產(chǎn)生單一清晰條帶。利用16個樣本進行多態(tài)性位點檢測,篩選得到10個多態(tài)性位點。利用16個樣本檢測多態(tài)性位點的遺傳多樣性水平,結果顯示遺傳多樣性較高,因此篩選得到的多態(tài)性位點可用于后續(xù)水松系統(tǒng)發(fā)育地位和譜系地理學研究,了解其進化歷史。(2)利用葉綠體基因組cpSSR標記和核基因組EST-SSR標記對杉科8個屬10個種進行系統(tǒng)發(fā)育研究。cpSSR位點在絕大多數(shù)杉科樣本均可擴增,平均擴增率為98%,23個EST-SSR位點中,擴增成功率大于50%的有18對�；赾pSSR標記構建的系統(tǒng)發(fā)育樹(NJ)結果顯示,10個種可分為2個大的聚類群,水松和落羽杉屬為一個聚類群,杉科其它物種為一個大的聚類群�；贓ST-SSR標記所構建的系統(tǒng)發(fā)育樹(NJ)與cpSSR標記結果大致相同。兩種標記方法相互驗證,水松和落羽杉屬植物親緣關系較近,并在杉科中具有相對較晚的的發(fā)育地位。(3)利用10個多態(tài)性葉綠體微衛(wèi)星對14個水松群體(中國、老撾和越南)進行譜系地理學的研究。遺傳多樣性結果顯示,14個群體343個單株中共檢測到153個單倍型,平均單倍型數(shù)量為12.79,平均有效單倍型數(shù)量(Ne)為8.40。每個群體均存在私有單倍型,平均私有單倍型頻率(Pr)為0.379。水松各群體的遺傳多樣性(He)偏高,其范圍為0.62～0.995。單倍型地理分布圖說明國家與國家之間沒有共享的單倍型存在,各個群體私有單倍型的數(shù)量明顯多于共享單倍型。水松總遺傳多樣性(HT)為0.991,群體內遺傳多樣性(HS)為0.856。遺傳分化系數(shù)RST(0.469)顯著大于GST(0.136),表明水松群體具有明顯的譜系地理結構。分子方差分析(AMOVA)結果表明,水松群體遺傳變異主要來自于組間(47.70%),遺傳分化系數(shù)FST的值為0.597大于0.25,說明水松群體間存在很高的的遺傳分化。STRUCTURE結果顯示,最佳K值為3,說明14個水松群體按國家主要分為三個大的聚類群,這與DAPC分析結果一致。系統(tǒng)發(fā)育樹(NJ)結果也呈現(xiàn)出3個聚類,老撾群體聚為一支,越南群體聚為一支,中國南方和北方群體聚為一支。(4)利用DIY ABC軟件推測水松群體進化歷史,進化事件4具有最高的后驗概率(PP),推測水松進化順序為中國→越南→老撾,其冰期避難所一個位于中國北部地區(qū)江西、湖南和福建省附近,另一個位于中國南部廣東省及老撾和越南的部分地區(qū)。(5)通過以上研究,我們對水松種群保護提出了保護策略:加強現(xiàn)存群體的保護,對老撾的天然種群進行最高級別的保護;在與水松棲息地相似的地區(qū)建立種子園或苗圃,同時采取種子繁殖,扦插等營養(yǎng)繁殖手段,找到水松最佳種植方式,擴大種群數(shù)量。
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S791.29
【圖文】：

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本文編號：2775930