本文選題：巴山木竹 + SSR引物開發(fā)�。� 參考：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：巴山木竹是秦嶺大熊貓冬春季食物的主要來源,主要分布于秦嶺南坡和巴山,其對該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、水土保持及其動物多樣性保護起著至關(guān)重要的作用。然而,目前對于巴山木竹的研究僅集中在生物學(xué)特性、無性系種群生態(tài)學(xué)、竹林的間伐與復(fù)壯更新、營養(yǎng)成分以及開發(fā)利用這幾個方面,尚未對巴山木竹的克隆結(jié)構(gòu)和遺傳結(jié)構(gòu)進行研究。為揭示巴山木竹種群的克隆結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性,本研究對秦嶺南坡大熊貓棲息地各自然保護區(qū)和巴山的鎮(zhèn)巴和萬源區(qū)域的13個種群5個樣地共計1647個DNA樣本進行了SSR分析。在試驗和數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,分別從巴山木竹和秦嶺木竹SSR引物的開發(fā)、巴山木竹倍性的判定、巴山木竹SSR數(shù)據(jù)基因型的判定、不同年齡巴山木竹的克隆結(jié)構(gòu)、開花巴山木竹的克隆結(jié)構(gòu)、交錯分布的巴山木竹和秦嶺木竹的克隆結(jié)構(gòu)以及13個巴山木竹種群的遺傳結(jié)構(gòu)等7個方面進行了系統(tǒng)、深入研究。以期揭示巴山木竹種群建立、發(fā)展、衰退、開花不同階段以及植物相互作用下的克隆數(shù)量、大小、空間格局及其遺傳變異和該區(qū)域種群的遺傳結(jié)構(gòu)情況,為以后巴山木竹竹林的復(fù)壯更新、撫育實踐、人工栽植以及大熊貓保護策略制定等方面提供理論依據(jù)。其主要研究結(jié)果如下:(1)利用生物信息學(xué)方法開發(fā)巴山木竹和秦嶺木竹微衛(wèi)星引物,利用Oligo軟件設(shè)計引物50對,文獻引用引物27對,共合成引物77對。經(jīng)過初篩和復(fù)篩,15對引物可產(chǎn)生多態(tài)性條帶。熒光標記這15個位點,擴增巴山木竹和秦嶺木竹DNA模板各43份,毛細管電泳檢測顯示這15對引物的擴增結(jié)果均具有多態(tài)性。兩個種不同引物擴增出的等位基因數(shù)分別為4到20個和5到18個。巴山木竹的15個SSR位點的觀測雜合度、期望雜合度和多態(tài)信息含量分別為0.310~0.943、0.323~0.905和0.322~0.901。秦嶺木竹的15個SSR位點的觀測雜合度、期望雜合度和多態(tài)信息含量分別0.625~0.971、0.554~0.905和0.537~0.898。(2)利用秦嶺大熊貓棲息地各保護區(qū)以及巴山的鎮(zhèn)巴和萬源13個種群52個樣品對上述15對引物再次篩選,決定選用8對多態(tài)性較高的引物用于巴山木竹的后續(xù)遺傳分析。分析秦嶺大熊貓棲息地各保護區(qū)以及巴山的鎮(zhèn)巴和萬源13個種群286個樣品的SSR數(shù)據(jù),各種群每對引物平均等位基因數(shù)均大于2,即大于二倍體,各引物擴增出的最大等位基因數(shù)為4,最小等位基因數(shù)為1,Polysat軟件評估13個種群巴山木竹的倍性為四倍體。(3)應(yīng)用MAC-PR(Microsatellite DNAAllele Counting—Peak Ratios)法來判斷巴山木竹少于4個等位基因位點的峰面積比配置,8對引物等位基因峰面積比結(jié)果均與四倍體期望等位基因配置相匹配。從而進一步證實了巴山木竹的四倍體特性。通過對8對引物擴增樣品數(shù)據(jù)的分析,認為MAC-PR法是一個比較適合從四倍體巴山木竹SSR數(shù)據(jù)提取定量信息的方法,可以用于位點等位基因頻率的判定,還可以用于無效等位基因的鑒別。(4)分析不同年齡7年生、30年生和60年生3個巴山木竹種群的克隆結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),隨著種群年齡的增長,巴山木竹克隆面積增加,克隆數(shù)量減少;其克隆分布格局在7年生和30年生種群為團塊狀,而在60年生種群內(nèi)呈現(xiàn)出團塊狀和離散狀并存的格局。這說明了巴山木竹在幼苗定居的初期其克隆以短距離的克隆延伸為主,而隨著年齡的增長,克隆面積不斷擴大,當(dāng)復(fù)軸混生型的巴山木竹克隆受到強大的壓迫時,基株可能進行較多的單軸和長距離的克隆延伸,呈現(xiàn)出離散狀。Mantel檢測和空間自相關(guān)分析都支持不同年齡種群在小尺度范圍內(nèi)存在明顯的克隆空間遺傳結(jié)構(gòu)�？寺《鄻有灾笜苏f明巴山木竹幼苗期基因型比例遠遠高于成年的竹林,隨著年齡的增長巴山木竹克隆多樣性雖有所降低,但由于有性繁殖的作用仍然保持了較高的多樣性。(5)分析開花巴山木竹種群的克隆結(jié)構(gòu)可知,該樣地內(nèi)有2個無性系同步開花,2個克隆均包含開花團塊、混合開花團塊和未開花團塊,且開花持續(xù)的時間至少為4年。該片樣地2個克隆在2015年進入集中開花期,整個樣地全部開花,同時產(chǎn)生大量的種子。2個克隆最初在不同位置出現(xiàn)開花團塊,隨著時間的推移上一年的混合開花團塊變?yōu)槿_花團塊,部分未開花團塊變?yōu)槿_花團塊和混合開花團塊,最終全部開花。(6)分析交錯分布的巴山木竹和秦嶺木竹的克隆結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),同一樣地內(nèi)巴山木竹和秦嶺木竹的克隆數(shù)量和大小均不等,且均呈現(xiàn)出團塊狀和離散狀并存的分布格局。Mantel檢測和空間自相關(guān)分析都支持兩種竹子在小尺度范圍內(nèi)存在明顯的克隆空間遺傳結(jié)構(gòu)。比較巴山木竹和秦嶺木竹的克隆空間遺傳結(jié)構(gòu),巴山木竹的克隆空間延伸力強于秦嶺木竹。而兩種竹子的克隆大小、數(shù)量以及分布格局可能是兩種之間的競爭對克隆結(jié)構(gòu)塑造作用的體現(xiàn)。(7)利用8對引物分析秦嶺大熊貓棲息地各自然保護區(qū)和巴山的鎮(zhèn)巴和萬源13個種群的遺傳結(jié)構(gòu)結(jié)果顯示,13個巴山木竹種群均表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性。聚類(upgma)、主坐標(PCoA)和貝葉斯聚類(Structure)分析均支持13個種群被分為3組,第1組為秦嶺的黃柏源、牛尾河、長青、桑園、盤龍、屋梁山、佛坪、娘娘山和天華山9個種群,第2組為秦嶺的平和梁和鎮(zhèn)安種群,第3組為巴山的鎮(zhèn)巴和萬源種群。適中的基因流存在于第1組與第2組和第1組與第3組之間,而第3組與第2組之間僅有較低的基因流,出現(xiàn)了一定程度的分化。這兩組之間較低的基因流可能與第3組種群生境嚴重碎片化有關(guān),再加之漢江的隔離阻礙了兩個組種群之間的基因交流。
[Abstract]:In order to reveal the clonal structure and genetic diversity of bamboo and bamboo populations in the Qinling Mountains , the clonal structure and genetic diversity of bamboo and bamboo were analyzed . Based on the analysis of 8 pairs of primers , it is found that the clonal expansion of bamboo shoots in BaShan wood is much higher than that of adult bamboo forest . The results showed that 13 populations were divided into three groups : upgma , PCoA and Structure .

【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S795

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本文編號：1734547