【摘要】：花椒屬(Zanthoxylum L.)為蕓香科植物,約250種,分布于北美和東亞地區(qū),我國有39種14變種。花椒屬植物是一種極具開發(fā)價值的經(jīng)濟樹種,其果皮兼作藥食之用已逾兩千年�；ń�(Zanthoxylum bungeanum)原產(chǎn)于我國,栽培歷史悠久,現(xiàn)已廣布于我國南北地區(qū),種質(zhì)資源十分豐富。近年來,竹葉花椒(Zanthoxylumarmatum DC Prof.)在我國西南地區(qū)也廣泛栽培,成為第二大栽培種。我國幅員遼闊,生態(tài)環(huán)境多樣化,加之長期的自然選擇和人工選育,使花椒和竹葉花椒在栽培過程中的許多表觀性狀表現(xiàn)出高度可塑性,成熟期、果皮顏色、腺點等形態(tài)學(xué)指標(biāo)易受氣候環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生連續(xù)性的變異,形成了許多品種或生態(tài)類型,這給種質(zhì)鑒定和品種之間親緣關(guān)系的確定帶來了困難。本文運用單親遺傳的cpDNA序列變異和雙親遺傳的SRAP和SSR標(biāo)記技術(shù)對我國花椒種質(zhì)資源的遺傳多樣性和種源遺傳結(jié)構(gòu)進行了深入研究,旨在揭示我國花椒種源間親緣地理和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,為栽培花椒的遺傳改良和品種選育提供分子依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.從120對SRAP引物組合中篩選出了多態(tài)性較好、條帶清晰、穩(wěn)定性較好的16對SRAP引物組合,在175個樣本中共擴增出145條譜帶,多態(tài)性比率高達100%�；ń泛椭袢~花椒的變異主要來源于種源內(nèi),分別為84%和66%�；ń泛椭袢~花椒的種源間總遺傳多樣性(Ht=0.309和0.227)高于種源內(nèi)遺傳多樣性(Hs=0.266和0.139)。竹葉花椒種源間的基因分化(Gst=0.385)高于花椒種源(Gst=0.138),而花椒種源間的基因流(Nm=3.112)高于竹葉花椒(Nm=0.798)。聚類分析表明,175個花椒樣本可分為4大類,第I類包括大多數(shù)花椒(Z.bungeanum)的栽培品種,第II類為所有竹葉花椒(Z.armatum)的栽培品種和野生品種,第Ⅲ類為無刺花椒,第IV類為野生種和一些散生的花椒品種。分類結(jié)果表現(xiàn)出一定的地理趨勢,陜西和甘肅為花椒種源的過渡區(qū)。2.基于花椒(Z.bungeanum)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)開發(fā)出了11對多態(tài)性較高的SSR引物。用11對引物可明確區(qū)分花椒與竹葉花椒,也可以區(qū)分不同的品種�；ń返倪z傳多樣性水平較高于竹葉花椒�；ń贩N源中,河南高廟鄉(xiāng)種源(GMXHJ)的遺傳多樣性水平最高(He=0.521),而竹葉花椒種源中,四川資中種源(ZZZYJ)的遺傳多樣性水平最高(He=0.277)�；ń吩陂L期的栽培過程中經(jīng)歷了瓶頸效應(yīng),而竹葉花椒沒有經(jīng)歷瓶頸效應(yīng);秦嶺山脈阻隔了嶺南和嶺北花椒種源的基因流,形成了南、北種源獨特的遺傳結(jié)構(gòu),將花椒以秦嶺為界分為了“南椒”和“北椒”兩類,竹葉花椒單獨為一類。目前栽培的“青花椒”和“頂壇花椒”應(yīng)歸屬于竹葉花椒(Z.armatum)而不是植物學(xué)分類上的青花椒(Zanthoxylumschinifolium Sieb.et Zucc.)。在秦嶺地區(qū)(陜西和甘肅),由于嶺北的花椒種源向嶺南的滲入,形成了花椒種源的過渡地,使得分布于秦嶺南麓鳳縣、秦安、武都等地的花椒種源中也能夠檢測到嶺北種源的遺傳物質(zhì)�；ń泛椭袢~花椒種源具有高度的遺傳分化水平(Fst=0.3961和0.2156)�；ń泛椭袢~花椒的遺傳變異主要存在于個體內(nèi)和群體間�；ń贩N源的遺傳距離與地理距離存在顯著相關(guān)性(P0.05),符合距離隔離模式(Isolation By Distance,IBD),這種IBD效應(yīng)是由嶺南群體之間和嶺北群體之間的IBD效應(yīng)所貢獻的,若只考慮嶺南群體到嶺北群體成對之間的地理距離和遺傳距離的相關(guān)性,則不顯著(r20.001,p0.1),進一步表明秦嶺對基因流產(chǎn)生了阻隔作用。3.三個cpDNA序列的64個變異位點將182個樣本分為19種單倍型(H1~H19)�；ń酚�8種單倍型,竹葉花椒只有3種單倍型,其它花椒種有8種單倍型�？偟膯伪缎投鄳B(tài)性Pi為0.259×10-3,總的核苷酸多態(tài)性Hd為0.588,其中貴州保基鄉(xiāng)(BJX)的種源具有最高的核苷酸多態(tài)性(Pi=0.881×10-3),而河南林州市(LZ)的種源單倍型多態(tài)性(Hd=0.833)。種源間總的平均遺傳多樣性指數(shù)HT為0.600,種源內(nèi)平均遺傳多樣性指數(shù)HS為0.438,表明種源間存在較高的遺傳分化。群體遺傳分化系數(shù)GST=0.271小于NST=0.373(P0.05),表明花椒種源間存在顯著的譜系地理結(jié)構(gòu);貝葉斯系統(tǒng)樹將19種單倍型分為四支,花椒和竹葉花椒分別為一支,無刺花椒單獨為一支,其它野生種的單倍型為一支�；ń穼僮嫦确植贾亟@示花椒屬植物的起源地為云貴地區(qū)(D),現(xiàn)在花椒栽培種的地理分布由花椒和竹葉花椒祖先群體經(jīng)過長距離擴散和幾次地理隔離事件而形成�；ń泛椭袢~花椒的分化時期大約為中新世末期(5.73 Ma)。中性檢驗和失配分布曲線分析顯示,花椒在歷史上經(jīng)歷過群體擴張事件和空間擴張事件,竹葉花椒經(jīng)歷了近期的群體擴張事件。
【圖文】：

獨聚利用K=1加最 2-2 結(jié)。當(dāng)采自、云生種陜西當(dāng)，野組（RUC粉色為第二亞類用 STRUC1~15）的 Ln顯著，因此結(jié)果顯示，K=2 時，來陜西、山東南和貴州的也包含在這、四川、云K=3 時，竹生種單獨形綠色和紫色CTURE 結(jié)果）。類；剩余的CTURE 軟件P(D)隨 K 值此，采用 Eva當(dāng) K=2 時來自于 8 個東和四川的野的竹葉花椒這一組中。顯云南、貴州竹葉花椒（形成一組；色）。同樣，果與 NJ-TR11 個紅花件對所有參值的增大而anno 等(20時，ΔK 出現(xiàn)個種源的花椒野生花椒種（Z. armat顯而易見，種源的基因（Z. armatum花椒（Z. b野生種與REE 聚類分椒（Z. bun參試花椒種質(zhì)而不斷增加，05)描述的方現(xiàn)峰值，故椒（Z. bung種質(zhì)；而另tum）栽培品兩組之間存因滲入現(xiàn)象m）與花椒屬bungeanum與栽培品種之分析的結(jié)果相ngeanum）樣質(zhì)資源進行，而且 K 值從方法推斷參8 個花椒種geanum）為一組（紅色品種和野生存在基因互明顯（圖 2屬其它野生）與竹葉花之間均有基相一致，栽樣本聚為第行遺傳結(jié)構(gòu)分從 1 增大到參試材料的最種源可以分為為一組（綠色色）為來自于生品種，，此外互滲現(xiàn)象，且2-3）。生種之間出現(xiàn)花椒（Z. ar基因滲入現(xiàn)栽培花椒又分第三亞類。分析，每個到 2 的時候最佳祖先居為 2 組或 2色），其中夾于山東、陜外，花椒屬且第二組向現(xiàn)了一定程rmatum）分象。當(dāng) K=分化出了新個居夾陜屬向程分=新

鄭海星等(2011)和漢素珍等(2011)分別用 RAPD 和 ISSR 分傳多樣性，結(jié)果表明多態(tài)性條帶比率分別為 72.37%和 85.5% 引物組合中篩選出 16 對引物，每對引物擴增條帶的多態(tài)性比AP 分子標(biāo)記技術(shù)檢測出的花椒種質(zhì)資源遺傳多樣性高于 RA態(tài)性。其中可能的原因與參試樣本量有關(guān)，本試驗中采到一花椒種質(zhì)也可能是增加遺傳多樣性的一個原因。因此，本研技術(shù)在評價花椒種質(zhì)資源中表現(xiàn)出較高的多態(tài)性，并且具有、可重復(fù)性高、經(jīng)濟有效的分子標(biāo)記技術(shù)，這與前人的研究l. 2013)的研究結(jié)果表明，SRAP 分子標(biāo)記是評估野生與栽培工具。其它研究也表明，SRAP 分子標(biāo)記比 ISSR(Liu et al. 1和 cpSSR(Ceylan et al. 2014)具有較豐富的多態(tài)信息含量。在傳多樣性水平較高，這可能是因為貴州地區(qū)高原山地居多，然環(huán)境人為干擾較少，野生種質(zhì)資源豐富，基因流動受多方
【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】：2017
【分類號】：S573.9

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本文編號：2574446