基于EST-SSR標記的五葉草莓遺傳多樣性研究

發(fā)布時間：2020-04-25 15:16

【摘要】：五葉草莓(Fragaria pentaphylla Losinsk.),屬于薔薇科(Rosaceae)草莓屬(Fragaria)多年生草本植物。廣布于中國的西南地區(qū),有紅果和白果兩種類型。本文利用EST-SSR分子標記技術深入研究并分析了中國西南地區(qū)15個居群的野生五葉草莓資源的遺傳多樣性與遺傳結構,為中國野生五葉草莓優(yōu)良性狀的種質資源的有效利用與保護提供了重要的理論依據。獲得的主要研究結果如下:1.自主開發(fā)了五葉草莓EST-SSR引物。通過從五葉草莓轉錄組測序數據獲得的68,356,166條clean reads經組裝后得到53748條UniGene序列,利用MISA(MicroSAtellite)軟件進行SSR位點篩選。運用生物信息學方法搜索1-6堿基重復單元的SSR位點共9494個,分布于7892條UniGene中。SSR發(fā)生頻率為14.7%,說明了轉錄組數據中SSR位點出現(xiàn)頻率較高。其中單核苷酸重復單元的種類最多,占所有的SSR位點的39%,其次是二核苷酸,為35%,三核苷酸為25%。四核苷酸、五核苷酸、六核苷酸重復單元數量總計不足1%。根據轉錄組UniGene序列,利用引物合成軟件Primer 5共設計、合成172對引物,并利用聚丙烯酰胺凝膠電泳進行檢測,從中篩選出來17對具有高多態(tài)性,穩(wěn)定性較好,區(qū)分性較好的引物。2.利用17對EST-SSR標記對五葉草莓15個野生居群211個個體進行了遺傳多樣性檢測和分析。結果表明:17對EST-SSR引物共檢測出94個等位基因位點,平均每個位點的觀測等位基因數為5.5個。有效等位基因數(Ne)為41.089個,其平均值為2.417個。期望雜合度(He)與觀測雜合度(Ho)的平均值分別為0.536和0.423。多態(tài)性信息含量(PIC)的平均值為0.494�；蚨鄻有訬ei’s指數范圍為0.178-0.802,平均值為0.534。以上結果表明五葉草莓具有較為豐富的遺傳多樣性。同時,根據Hardy-Weinberg平衡檢測表明,17個EST-SSR位點中有13個位點受到遺傳漂變,遷移,選擇或其他進化因子的干擾而顯著偏離平衡。3.對五葉草莓不同居群進行了遺傳結構分析,UPGMA聚類分析、NJ鄰接樹、PCA分析和Structure群體指派分析,這些結果都顯示五葉草莓紅白果遺傳分化較為明顯,馬崖子、寬川、鄭家店、高樓山等五葉草莓白果居群明顯聚于一類,高樓山紅果由于地理位置與高樓山白果較近也聚于該支,太白山、九寨溝、米亞羅、麥積山、清溪、天臺山等幾個紅果居群明顯的聚為一支。根據五葉草莓的基因分化系數(Fst)的AMOVA分析結果表明,五葉草莓16.64%的遺傳變異來自于居群間,83.36%的遺傳變異來自于居群內。表明五葉草莓居群處于中等遺傳分化,盡管五葉草莓克隆繁殖能力強,而自交不親和的繁育系統(tǒng)和遠距離傳粉昆蟲使得居群間的基因流順暢并阻止了居群間的嚴重分化。
【圖文】：