發(fā)布時(shí)間：2017-12-18 03:31

  本文關(guān)鍵詞：中國(guó)三個(gè)主要榛種居群遺傳多樣性及榛屬植物種間親緣關(guān)系研究

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【摘要】：野生種通常比栽培種蘊(yùn)含更豐富的遺傳變異,是育種工作寶貴的資源。我國(guó)蘊(yùn)藏著豐富且分布廣闊的榛屬種質(zhì)資源,包括毛榛、平榛、川榛、刺榛、滇榛、華榛、絨苞榛、維西榛8個(gè)種和藏刺榛、短柄川榛2個(gè)變種,約占世界榛屬植物種數(shù)的50%,但大多數(shù)處于野生狀態(tài),對(duì)其親緣關(guān)系及遺傳多樣性研究較少。本研究使用SSR和AFLP兩種分子標(biāo)記對(duì)我國(guó)12個(gè)毛榛天然居群進(jìn)行遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)分析;通過(guò)SSR分子標(biāo)記對(duì)21個(gè)平榛居群和13個(gè)川榛居群進(jìn)行遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)分析;此外,通過(guò)SSR、ITS和cpDNA序列對(duì)17個(gè)榛屬種(變種)間親緣關(guān)系及進(jìn)化關(guān)系進(jìn)行分析。通過(guò)上述研究旨在探究我國(guó)三個(gè)主要野生榛種居群的遺傳多樣性水平以及進(jìn)一步明確不同榛種之間的親緣關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:(1)毛榛10個(gè)SSR位點(diǎn)表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性,6對(duì)AFLP引物的平均多態(tài)帶百分比為99.18%。SSR和AFLP兩種分子標(biāo)記都表明毛榛居群具有較高的遺傳多樣性水平,其中寧安(NA)和孟家崗(MJG)兩個(gè)居群的遺傳多樣性水平較高。毛榛居群遺傳分化系數(shù)FST(SSR=0.1215,AFLP=0.1064)表明毛榛遺傳變異主要存在于居群內(nèi)部。SSR和AFLP分子標(biāo)記的AMOVA分析也支持上述結(jié)果。毛榛較高的基因流(Nm1)有效抵消遺傳漂變的影響。(2)SSR和AFLP分子標(biāo)記的UPGMA、STRUCTURE、PCoA結(jié)果均表明12個(gè)毛榛居群可劃分為東北和華北2個(gè)組。Barrier分析結(jié)果檢測(cè)到12個(gè)毛榛居群存在3個(gè)主要遺傳障礙,其中第一遺傳障礙正好位于SSR所劃分的第1組(GroupⅠ)和第2組(GroupⅡ)之間。Mantel檢測(cè)表明毛榛居群地理距離與遺傳距離之間具有顯著的正相關(guān)性(r=0.419,P=0.005)。(3)11個(gè)SSR位點(diǎn)在平榛居群(Na=14.4545、Ho=0.7272、He=0.8216、PIC=0.8212)、川榛居群(Na=14.7273、Ho=0.6687、He=0.8218、PIC=0.8016)均表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性。平榛居群、川榛居群均具有較高的遺傳多樣性,平榛圍場(chǎng)(WC)、密山(MS)、古交(GJ)居群遺傳多樣性較高,中陽(yáng)(ZY)居群遺傳多樣性最低。川榛岳西(YX)、鎮(zhèn)平(ZP)、臨安(LA)、太白(TB)居群的遺傳多樣性較高,而宣恩(XE)居群遺傳多樣性最低。遺傳分化系數(shù)(FST)和AMOVA分析均表明平榛居群、川榛居群的遺傳變異主要發(fā)生在居群內(nèi)個(gè)體間,居群間遺傳變異較低。居群間存在較高的基因流(平榛=4.0103、川榛=2.6194)。UPGMA、PCoA以及STRUCTURE(K=2)的聚類(lèi)結(jié)果顯示34個(gè)平榛和川榛居群被清楚地劃分成2組,即平榛居群組和川榛居群組。其中平榛居群可被劃分為東北和華北2個(gè)組。(4)基于SSR榛屬植物種間UPGMA聚類(lèi)結(jié)果表明17個(gè)榛種可以劃分成8個(gè)組,第一組由8個(gè)中國(guó)榛種(變種)組成,第二組由美洲地區(qū)的尖榛和加州榛組成,第三組由亞洲的角榛和毛榛組成,第四組均有歐洲榛組成,第五組由美洲榛組成,第六組僅包括絨苞榛,第七組由土耳其榛組成,第八組僅含有喜馬拉雅榛。STRUCTURE聚類(lèi)結(jié)果顯示K=2為最佳的劃分。主坐標(biāo)分析法(PCoA)與UPGMA的結(jié)果相一致。UPGMA和STRUCTURE的聚類(lèi)結(jié)果均揭示絨苞榛與中國(guó)境內(nèi)其它榛種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。毛榛不僅與同域的平榛遺傳距離較遠(yuǎn),也與川榛、滇榛、維西榛、刺榛和藏刺榛遺傳關(guān)系較遠(yuǎn),但與角榛遺傳關(guān)系較近。(5)cpDNA和ITS拼接好的序列榛屬種間共有19種單倍型,其中Hap3和Hap15屬于原始單倍型,僅分布于亞洲榛種毛榛、角榛、滇榛和川榛中。川榛比平榛更原始。通過(guò)利用SSR、AFLP分子標(biāo)記對(duì)毛榛居群以及利用SSR分子標(biāo)記對(duì)平榛和川榛居群的遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn)我國(guó)3個(gè)主要榛種居群均具有較高的遺傳多樣性,并且遺傳變異主要發(fā)生在居群內(nèi),基因流均較高。多種聚類(lèi)結(jié)果都顯示34個(gè)平榛和川榛居群被清楚地劃分成2組,即平榛居群組和川榛居群組,這支持了前人對(duì)于“川榛是一個(gè)獨(dú)立種”的分類(lèi)結(jié)果。榛屬植物種間聚類(lèi)結(jié)果表明17個(gè)榛屬種可以劃分成8個(gè)組,其中絨苞榛和毛榛與其他榛種的親緣關(guān)系較遠(yuǎn),研究結(jié)果為進(jìn)一步明確榛屬植物的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系提供了分子理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S664.4

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本文編號(hào)：1302653