山丹居群和部分百合群体遗传多样性的ISSR分析

摘要

山丹(LiliumpumilumDC.)花色艳丽、抗逆性强,是百合育种和品种改良的重要基因资源,研究山丹居群在不同生态因子下的遗传变异,以及探讨山丹与其它野生百合和栽培百合的亲缘关系,对于野生山丹种质资源的保护和百合育种具有重要意义。本文采用ISSR分子标记技术,研究了保定、张家口、承德、北京、辽宁、内蒙、宁夏、山东、陕西等9个地理居群的野生山丹的遗传多样性与遗传分化;探讨了山丹和有斑百合、兰州百合、卷丹、青岛百合、‘索邦’(‘Sotbonne’)、‘精粹’(‘Elite’)、‘普瑞头’(‘Prito’)、‘托里诺’(‘Forino’)等野生百合和栽培百合之间的亲缘关系;同时对影响山丹居群变异与分化的土壤、气候因子等进行相关分析,探讨了土壤、气候因子与山丹居群变异分化的关系。主要研究结果如下:
　　 (1)采用正交设计试验方法对影响山丹ISSR-PCR反应体系的5个主要因素进行4水平的优化试验,最优反应体系(25μL)组成如下:DNA模板50～60ng;15mmol/LMg2+2.5μL;2.5mmol/LdNTP4μL;5Um/L引物1μL;EsTaq酶1.5U。最优扩增反应程序为:94℃预变性5min;然后进行40个循环:94℃变性50s,49℃复性45s,72℃延伸75s;循环结束后72℃延伸8min,4℃保存。
　　 (2)从14条引物中选出多态位点丰富的8条引物对9个野生山丹居群进行ISSR-PCR扩增,检测到78个位点,多态位点百分率为100％,Nei’s多样性指数(H)0.2977,Shannon信息指数(I)0.4611。说明山丹居群具有很丰富的遗传多样性。这9个山丹居群间的遗传变异主要来源于居群间,遗传分化系数(Gsf)为0.6254,基因流Nm为0.2995,不同产地的山丹种质间出现明显的遗传分化。
　　 (3)根据遗传距离和地理距离的相关性分析结果表明二者间无显著相关性。而根据对山丹居群的遗传多样性与土壤、气候等因子的相关性分析表明遗传多样性与土壤中速效氮的含量呈显著负相关,而与其它土壤、气候因子如年平均温度、年降水量、海拔高度、土壤P、K含量等并无显著性相关关系。
　　 (4)8条引物对9个野生和栽培百合种(品种)的ISSR-PCR扩增,多态位点百分率(P)为91.41%,Nei’s多样性指数(14)0.1933,Shannon信息指数(I)0.3134。野生百合的遗传多样性比栽培百合的遗传多样性高。对这些百合进行聚类分析,聚为5类:‘托里诺’、‘精粹’、有斑百合、山丹聚为一类;兰州百合、卷丹聚为一类;青岛百合聚为一类;‘索邦’聚为一类;‘普瑞头’聚为一类。说明山丹与亚洲百合有较近的亲缘关系,是良好的百合种质资源。