【摘要】：牡丹是我國(guó)特有的木本名貴花卉,其中矮牡丹(Paeonia jishanensis)是牡丹組中珍貴的種質(zhì)資源。中國(guó)不僅是野生牡丹的原產(chǎn)地,也是牡丹栽培品種的起源和發(fā)展中心,距今已有2000多年的栽培歷史。目前,針對(duì)矮牡丹的遺傳多樣性等尚無(wú)全面系統(tǒng)的研究,關(guān)于栽培牡丹的馴化起源一直沒(méi)有得到一致的結(jié)論。因此本研究利用核SSR分子標(biāo)記和葉綠體基因組間隔區(qū)序列分析了矮牡丹野生居群的遺傳多樣性,并結(jié)合MaxEnt生態(tài)學(xué)模型對(duì)其潛在分布區(qū)進(jìn)行了預(yù)測(cè),從而對(duì)矮牡丹引種及野生資源保護(hù)提供理論依據(jù);同時(shí)采用核SSR及cpDNA分子標(biāo)記深入研究牡丹栽培品種和野生種間遺傳演化關(guān)系,為揭示栽培牡丹起源提供更加有力的科學(xué)證據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.SSR遺傳多樣性與居群遺傳結(jié)構(gòu)采用21對(duì)多態(tài)性高的EST-SSR引物,對(duì)選取的10個(gè)矮牡丹野生居群共236個(gè)樣本的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示,矮牡丹在細(xì)胞核上維持著中等水平的遺傳多樣性(HE=0.340),其不同居群間存在著顯著的遺傳分化(GST=0.327;FST=0.335)。綜合Structure分析、主成分分析PCoA和鄰接法NJ等分析,將矮牡丹劃分為與地理起源相關(guān)的四個(gè)組:陜西北部組,山西稷山組,陜西、河南和山西交界組,河南濟(jì)源組。Mantel test(r=0.873,P0.0001)揭示地理隔離阻礙了矮牡丹居群間的基因交流,從而形成了居群間較大的遺傳分化。2.cpDNA遺傳多樣性及譜系地理結(jié)構(gòu)采用3個(gè)葉綠體非編碼區(qū)accD-psaI,psbE-petL和petB-petD片段對(duì)10個(gè)矮牡丹居群共99個(gè)個(gè)體進(jìn)行了檢測(cè)。聯(lián)合片段共檢測(cè)出10個(gè)變異位點(diǎn)和3種單倍型。矮牡丹在物種水平上的單倍型遺傳多樣性(Hd)為0.473,核苷酸多樣性(π)為2.56x10-3,表明矮牡丹在cpDNA水平上具有較低的遺傳多樣性�；趩伪缎妥V系圖和系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)將矮牡丹劃分為分布在黃河中下游以北與陜西北部野生居群的北部組和分布在陜西省中東部的南部組。AMOVA分析顯示,矮牡丹10個(gè)居群間的遺傳分化系數(shù)FST為0.993,說(shuō)明矮牡丹cpDNA遺傳變異主要來(lái)自居群間(FST=0.993),居群內(nèi)部個(gè)體之間的遺傳差異很小。IBD分析表明矮牡丹居群間的遺傳距離和地理距離呈顯著正相關(guān)(r=0.464,P0.05),由于地理隔離,居群間的基因流較小,具有較高的遺傳分化�；贐EAST軟件推算矮牡丹的北部組與南部組分化的時(shí)間約為0.188Mya,失配分布分析顯示北部組居群發(fā)生過(guò)群體擴(kuò)張。3.基于MaxEnt生態(tài)學(xué)模型對(duì)矮牡丹潛在適宜區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)將12個(gè)環(huán)境因子和21個(gè)矮牡丹地理分布數(shù)據(jù)通過(guò)MaxEnt模型預(yù)測(cè)矮牡丹在當(dāng)代和未來(lái)2070年的適宜引種區(qū)分布范圍和面積。依據(jù)選取的12個(gè)環(huán)境因子影響矮牡丹潛在分布的貢獻(xiàn)率推測(cè)紫外線、年平均降水量和溫度季節(jié)性變化方差是影響矮牡丹分布的最主要因子。矮牡丹最適宜生長(zhǎng)區(qū)域主要分布在中國(guó)秦巴山區(qū)及陜甘黃土高原地區(qū),至2170年,矮牡丹在潛在適生區(qū)總面積縮小,并將有向北部和西部地區(qū)遷移的趨勢(shì)。4.栽培牡丹馴化起源綜合34對(duì)核SSR分子標(biāo)記和3條葉綠體間隔區(qū)片段(accD-psaI,psbE-petL和petB-petD),對(duì)本研究選取的栽培牡丹和革質(zhì)花盤亞組野生種的遺傳多樣性及遺傳演化關(guān)系進(jìn)行了深入研究,結(jié)果顯示栽培牡丹遺傳多樣性呈中等水平(Ho=0.632;HE=0.612),說(shuō)明牡丹在馴化過(guò)程中保存著豐富的遺傳變異。同時(shí)推測(cè)楊山牡丹、紫斑牡丹和卵葉牡丹可能是栽培牡丹最主要的祖先種;并揭示了栽培牡丹最可能的馴化歷史:即栽培牡丹最初可能是通過(guò)將楊山牡丹野生種直接馴化后,再與紫斑牡丹、卵葉牡丹等野生種自然雜交形成的。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S685.11
【圖文】：

培牡丹品種為研宄對(duì)象，并加入牡丹組其它野生種，深入研究牡丹栽培品種和野生種間的遺逡逑傳演化關(guān)系，將為進(jìn)一步深刻揭示栽培牡丹的起源提供更加有力的科學(xué)證據(jù)。逡逑具體的實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線如圖１－１所示：逡逑１１逡逑

要分布于陜西省東北部的華陰市、延安萬(wàn)花山和山西省南部的稷山、永濟(jì)一帶以及河南省北逡逑部的濟(jì)源等地，被黃河流域隔離成不同居群，位于東經(jīng)１０９．３４２９８？１１２．０７８９６，北緯３４．４３５８３？逡逑３６．５２０７之間，見(jiàn)圖２－１，其中在陜西宜川和華陰新發(fā)現(xiàn)了矮牡丹的野生居群（徐興興等，２０１７）。逡逑２．２．２矮牡丹的生物學(xué)特性逡逑矮牡丹高０．５？１．５邋ｍ，小葉通常９枚，近圓形或卵形，但在陜西延安、山西永濟(jì)和河南濟(jì)逡逑源居群中均發(fā)現(xiàn)隨每出復(fù)葉的頂生小葉分裂程度的不同而表現(xiàn)出小葉９、１１、１５枚的變化。逡逑不同居群在花部性狀上變異也非常豐富，主要表現(xiàn)在花徑、花絲顏色及瓣化等方面：延安萬(wàn)逡逑花山居群的單朵花直徑１０－１３邋ｃｍ；花瓣倒卵形，頂端波狀裂；雄蕊數(shù)量８０－１００，花絲長(zhǎng)約１２逡逑ｍｍ，花絲中下部紫紅色，上部白色，花藥線型（圖２－２邋Ａ）。同時(shí)發(fā)現(xiàn)延安萬(wàn)花山矮牡丹常常逡逑具有與花瓣顏色相同的瓣化雄蕊，花絲增粗為扁平狀（圖２－２邋Ｂ）。山西永濟(jì)居群花直徑１２－１９逡逑ｃｍ；花瓣闊捕圓形，頂端微凹；雄蕊數(shù)量５０－７０，花絲１０－１５ｍｍ，深褐紅色，接近頂部漸變逡逑成白色，花藥線型（圖２－２邋Ｃ）；河南濟(jì)源居群花直徑８－１２邋ｃｍ，花瓣近圓形稍皺，頂端波狀裂；逡逑雄蕊數(shù)量大于丨00

陽(yáng)坡及半陽(yáng)坡，位于中上坡，山頂一般沒(méi)有，喜陰涼濕潤(rùn)環(huán)境。對(duì)土壤的適應(yīng)幅度較大，在逡逑山地褐土、山地淋溶褐土都能生長(zhǎng)（徐興興等，２０１７）。以下為矮牡丹群體的生境狀況，群體逡逑的生境照片見(jiàn)圖２－３。逡逑（１）

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本文編號(hào)：2822461