油松遺傳變異分布格局和進(jìn)化歷史的基因組學(xué)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-18 05:11
在全球氣候快速變化條件下,現(xiàn)有森林樹種的生存面臨極大的挑戰(zhàn)。為了預(yù)測(cè)森林對(duì)氣候變化的響應(yīng),提高森林的適應(yīng)能力,研究者們需要了解森林樹種的進(jìn)化歷史和適應(yīng)性的遺傳基礎(chǔ)。但是人們對(duì)森林樹種尤其是針葉樹種的遺傳分化和適應(yīng)性機(jī)制的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于草本植物。本研究選取中國(guó)北方的主要針葉林樹種-油松(Pinus tabuliformis Carr.)為對(duì)象,以研究該樹種的遺傳多樣性和適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制。在覆蓋油松全分布區(qū)采樣的基礎(chǔ)上,本研究通過(guò)簡(jiǎn)化基因組測(cè)序技術(shù)(genotyping by sequencing,GBS)尋找覆蓋全基因組的多態(tài)性(SNP)位點(diǎn),然后結(jié)合細(xì)胞質(zhì)基因組標(biāo)記共同分析油松遺傳變異的空間分布格局;并運(yùn)用溯祖模擬探討油松的分化歷史;最后利用基因型-環(huán)境相關(guān)方法解析油松的生態(tài)位分化,挖掘發(fā)生適應(yīng)性分化的位點(diǎn),定量中性因素和自然選擇在油松遺傳分化中的作用。本研究的主要研究結(jié)果如下:(1)分析了油松核基因群體結(jié)構(gòu)和遺傳變異模式。在油松全分布區(qū)一共采集了17個(gè)群體,利用簡(jiǎn)化基因組測(cè)序技術(shù)GBS,得到393,488個(gè)SNPs,通過(guò)嚴(yán)格地過(guò)濾最終保留了 4077個(gè)高質(zhì)量的SNPs用于后續(xù)分析。結(jié)果...
【文章來(lái)源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:121 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
GBS數(shù)據(jù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)
 ̄Fig.2-4?PCA?plots?of?the?GBS?variation?in?17?populations?of?P.?tabuliformis??注:如圖給出了從PCI到PC4的遺傳變異模式??Note:?Patterns?of?genetic?divergence?along?PC1-PC4?are?presented.??油松群體間分化程度普遍較低。三個(gè)大組(北部、西部和南部)之間的群體分??化系數(shù)(Fst)為0.006-0.032,其中南部組與其它兩個(gè)組間的分化系數(shù)較高??(F=0.030-0.032)(F=0.0062-3。
異一共得到109個(gè)葉綠體單倍型,總的雜合度是0.986?(表3-1和3-5)。油松中所有??的葉綠體單倍型發(fā)生的頻率都小于5%,其中有83個(gè)單倍型在所有樣本中只出現(xiàn)過(guò)??一次,最常見的單倍型C3也只在12個(gè)體(覆蓋9個(gè)群體)中出現(xiàn)(圖3-1)。因此??每個(gè)油松群體含有不同的葉綠體單倍型成分(圖3-1)。去除僅出現(xiàn)一次的單倍型后,??我們對(duì)剩下的39個(gè)單倍型構(gòu)建network,結(jié)果顯示這些單倍型表現(xiàn)出復(fù)雜的網(wǎng)狀關(guān)??系(圖3-1)。??叫?fc?mo*?b?i2y?e??二:廠??一,'?ss?癱??zw?,?—lk??_::t?^??f?lcvaiion?gradient?bar?Scale?bar??a?7M?IKA?I7U>?MUO?nflU44aiMUUm?l?<?4<kllci???圖3-1葉綠體單倍型網(wǎng)絡(luò)圖和油松每個(gè)群體的葉綠體組成??Fig.?3-1?Network?of?chroloplast?hyplotype?and?pie?charts??3.2.2線粒體遺傳變異模式??線粒體三個(gè)片段聯(lián)合的長(zhǎng)度在個(gè)體間差異較小,為1443到1468bp不等。m?/l-??2、m^4-3與m^5-l三個(gè)片段在216個(gè)個(gè)體中分別得到2個(gè)、3個(gè)和4個(gè)單倍型(表??3-1),合并3個(gè)位點(diǎn)上的變異共獲得10個(gè)單倍型(表3-5),總的雜合度是0.838。??線粒體片段的單倍型在油松中呈現(xiàn)出清晰的地區(qū)特異分布模式(圖3-2)。三個(gè)??西部群體由M10主導(dǎo),三個(gè)南部群體由M8主導(dǎo)(包括兩個(gè)南方群體和ZW子午??嶺)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物響應(yīng)UV-B輻射的研究進(jìn)展[J]. 陳慧澤,韓榕. 植物學(xué)報(bào). 2015(06)
[2]物種分布模型的發(fā)展及評(píng)價(jià)方法[J]. 許仲林,彭煥華,彭守璋. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]物種分布模型理論研究進(jìn)展[J]. 李國(guó)慶,劉長(zhǎng)成,劉玉國(guó),楊軍,張新時(shí),郭柯. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(16)
[4]油松優(yōu)樹子代測(cè)定和優(yōu)良家系選擇研究[J]. 楊培華,王建偉,樊軍鋒,劉永紅,李新會(huì),馬建權(quán). 林業(yè)實(shí)用技術(shù). 2010(04)
[5]油松同工酶位點(diǎn)選擇研究[J]. 張春曉,李悅,陳雪梅. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 1999(01)
本文編號(hào):3349260
【文章來(lái)源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:121 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
GBS數(shù)據(jù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)
 ̄Fig.2-4?PCA?plots?of?the?GBS?variation?in?17?populations?of?P.?tabuliformis??注:如圖給出了從PCI到PC4的遺傳變異模式??Note:?Patterns?of?genetic?divergence?along?PC1-PC4?are?presented.??油松群體間分化程度普遍較低。三個(gè)大組(北部、西部和南部)之間的群體分??化系數(shù)(Fst)為0.006-0.032,其中南部組與其它兩個(gè)組間的分化系數(shù)較高??(F=0.030-0.032)(F=0.0062-3。
異一共得到109個(gè)葉綠體單倍型,總的雜合度是0.986?(表3-1和3-5)。油松中所有??的葉綠體單倍型發(fā)生的頻率都小于5%,其中有83個(gè)單倍型在所有樣本中只出現(xiàn)過(guò)??一次,最常見的單倍型C3也只在12個(gè)體(覆蓋9個(gè)群體)中出現(xiàn)(圖3-1)。因此??每個(gè)油松群體含有不同的葉綠體單倍型成分(圖3-1)。去除僅出現(xiàn)一次的單倍型后,??我們對(duì)剩下的39個(gè)單倍型構(gòu)建network,結(jié)果顯示這些單倍型表現(xiàn)出復(fù)雜的網(wǎng)狀關(guān)??系(圖3-1)。??叫?fc?mo*?b?i2y?e??二:廠??一,'?ss?癱??zw?,?—lk??_::t?^??f?lcvaiion?gradient?bar?Scale?bar??a?7M?IKA?I7U>?MUO?nflU44aiMUUm?l?<?4<kllci???圖3-1葉綠體單倍型網(wǎng)絡(luò)圖和油松每個(gè)群體的葉綠體組成??Fig.?3-1?Network?of?chroloplast?hyplotype?and?pie?charts??3.2.2線粒體遺傳變異模式??線粒體三個(gè)片段聯(lián)合的長(zhǎng)度在個(gè)體間差異較小,為1443到1468bp不等。m?/l-??2、m^4-3與m^5-l三個(gè)片段在216個(gè)個(gè)體中分別得到2個(gè)、3個(gè)和4個(gè)單倍型(表??3-1),合并3個(gè)位點(diǎn)上的變異共獲得10個(gè)單倍型(表3-5),總的雜合度是0.838。??線粒體片段的單倍型在油松中呈現(xiàn)出清晰的地區(qū)特異分布模式(圖3-2)。三個(gè)??西部群體由M10主導(dǎo),三個(gè)南部群體由M8主導(dǎo)(包括兩個(gè)南方群體和ZW子午??嶺)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物響應(yīng)UV-B輻射的研究進(jìn)展[J]. 陳慧澤,韓榕. 植物學(xué)報(bào). 2015(06)
[2]物種分布模型的發(fā)展及評(píng)價(jià)方法[J]. 許仲林,彭煥華,彭守璋. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]物種分布模型理論研究進(jìn)展[J]. 李國(guó)慶,劉長(zhǎng)成,劉玉國(guó),楊軍,張新時(shí),郭柯. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(16)
[4]油松優(yōu)樹子代測(cè)定和優(yōu)良家系選擇研究[J]. 楊培華,王建偉,樊軍鋒,劉永紅,李新會(huì),馬建權(quán). 林業(yè)實(shí)用技術(shù). 2010(04)
[5]油松同工酶位點(diǎn)選擇研究[J]. 張春曉,李悅,陳雪梅. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 1999(01)
本文編號(hào):3349260
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