【摘要】：櫟屬隸屬于殼斗科,該屬物種種類繁多,廣泛地分布于北半球,且大部分物種都是森林中較常見的優(yōu)勢種和建群種,有著重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。櫟屬物種之間的形態(tài)特征錯(cuò)綜復(fù)雜,分布區(qū)重疊,物種之間的雜交普遍發(fā)生,種間界限很難劃定,系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系存在諸多的問題。中國作為櫟屬植物的起源地之一,且屬內(nèi)的多個(gè)物種都是中國特有種,相比較歐洲與美洲對(duì)于櫟屬植物的大量研究,我國對(duì)于櫟屬物種的研究相對(duì)較少,所以對(duì)于中國櫟屬的研究有著極其重要的意義。本研究首先對(duì)中國櫟屬植物中分布最北緣的蒙古櫟和遼東櫟進(jìn)行比較轉(zhuǎn)錄組分析,并開發(fā)出適合于櫟屬研究的通用EST-SSR引物,在此基礎(chǔ)上開展中國櫟屬槲櫟組11個(gè)物種的群體遺傳學(xué)研究,以期探討槲櫟組的遺傳結(jié)構(gòu)和種間關(guān)系�，F(xiàn)將主要研究結(jié)果總結(jié)如下:(1)遼東櫟和蒙古櫟的比較轉(zhuǎn)錄組分析及相關(guān)的EST-SSR引物開發(fā)本研究通過比較轉(zhuǎn)錄組的方法對(duì)櫟屬槲櫟組的遼東櫟和蒙古櫟兩個(gè)近緣物種進(jìn)行比對(duì)分析,基于Illumina雙末端測序技術(shù)獲得了遼東櫟和蒙古櫟的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),總計(jì)產(chǎn)生約2400萬個(gè)Reads,兩物種組裝后共獲得103,618個(gè)Unigenes。通過對(duì)兩個(gè)物種的比較轉(zhuǎn)錄組分析共鑒定出12,981個(gè)直系同源基因。根據(jù)對(duì)Ka/Ks值的估計(jì)和富集分析,有1179個(gè)(9.08%)的同源基因受到了強(qiáng)烈的正選擇作用,其中大部分的同源基因是與“DNA修復(fù)”、“響應(yīng)寒冷”和“響應(yīng)干旱”等功能相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)可能為這兩個(gè)關(guān)系密切的櫟屬物種在適應(yīng)干旱和寒冷等極端環(huán)境時(shí)的差異提供了一些解釋。根據(jù)Ks值的分布估算出兩種櫟屬植物的分歧時(shí)間,大約是4.27-5.93 Mya。通過轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)檢測到16,608個(gè)SSR位點(diǎn),成功設(shè)計(jì)12,363對(duì)引物。隨后,隨機(jī)選取158對(duì)引物進(jìn)行多態(tài)性的檢測,有77對(duì)引物至少在槲櫟組11個(gè)種的其中一個(gè)種中是多態(tài)的。(2)櫟屬槲櫟組的群體遺傳學(xué)初步研究基于槲櫟組11個(gè)種92居群1672個(gè)體,2個(gè)外類群28個(gè)體,總計(jì)1700櫟屬植物個(gè)體,通過從轉(zhuǎn)錄組研究中開發(fā)的77對(duì)引物中篩選出的19對(duì)高多態(tài)性引物,對(duì)槲櫟組的群體遺傳學(xué)進(jìn)行初步研究�；贓ST-SSR引物的研究結(jié)果顯示槲櫟組11個(gè)種的遺傳多樣性水平較低(Hs=0.401,Ht=0.501)。AMOVA分析的結(jié)果表明遺傳變異主要是發(fā)生在居群內(nèi)(88.55%)。整個(gè)槲櫟組物種水平上的遺傳分化不顯著(Fst=0.11),說明基因流是槲櫟組居群遺傳結(jié)構(gòu)的主要影響因素。STRUCTURE聚類分析的結(jié)果表明槲櫟組11個(gè)種的雜交現(xiàn)象非常嚴(yán)重,幾乎沒有完整一個(gè)種可以分化出來。對(duì)于云南波羅櫟和槲樹總是聚到同一分組的現(xiàn)象,支持前人將兩者合并為同一物種的觀點(diǎn)。
【圖文】：

圖 2.1 蒙古櫟和遼東櫟兩個(gè)近緣種的分布區(qū)域圖[Yang et al., 2016]Figure 2.1 The distribution area of Q. mongolica and Q. liaotungensis[Yang et al., 2016]對(duì)于遼東櫟和蒙古櫟這兩個(gè)物種，，在形態(tài)特征、分類地位、物種分類關(guān)系等方面一些相關(guān)的探討和研究[唐宇丹和張會(huì)金，1999；厲月橋，2011；王良民和張玉2011]。近些年來，各種分子標(biāo)記包括 RAPD、AFLP、SSR 等越來越多的用在櫟物的遺傳多樣性等方面的研究。惲銳等[1998]利用 RAPD 分子標(biāo)記和 DAF(DNA指紋)方法對(duì)遼東櫟的種群遺傳結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行了分析，并證明人為干擾對(duì)遼的遺傳結(jié)構(gòu)有一定的影響。楊佳等[2017]利用葉綠體基因片段以及核基因片段對(duì)櫟與蒙古櫟兩個(gè)種進(jìn)行遺傳分析，并對(duì)兩個(gè)種的分化時(shí)間及冰期時(shí)的譜系歷史進(jìn)究，對(duì)由種子和花粉介導(dǎo)的不同的種間基因交流的模式進(jìn)行了探討。Zeng 等通19 個(gè) nSSR（核簡單重復(fù)序列）和 4 個(gè)葉綠體 DNA 片段對(duì) 29 個(gè)蒙古櫟的天然種行遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)分析，探討了蒙古櫟的冰期避難所及冰期后分布區(qū)的變[Zeng et al., 2015]。通過這些分子生物學(xué)的標(biāo)記可以對(duì)遼東櫟和蒙古櫟的遺傳關(guān)系

種櫟屬植物的 Contigs 和 Unigenes 的長度分布圖。(A)兩種櫟屬的 C布；(B)兩種櫟屬的 Unigene 長度分布圖 The length distribution of assembled Contigs and Unigenes in Q. liaot. (A) The frequency distribution of the Contig sizes of two Quercus spelength distribution of Unigenes of two Quercus species.表 2.3 兩種櫟屬組裝 Unigenes 結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 2.3 Summary of the Unigenes identified in the two oak specieQ. liaotungensis Q. mongolica er of unigenes 72,012 72,874 h of unigenes 50,069,442 51,358,327 7 unigenes 1,180 1,189 h of unigenes 695.29 704.76 Unigene 的功能注釋
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q943

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本文編號(hào)：2606051