紫椴天然种群遗传多样性和遗传分化的研究

摘要

本文采用ISSR分子标记技术，对国家Ⅱ级保护植物——紫椴天然种群的遗传多样性及遗传分化进行研究，揭示不同地区紫椴天然种群的遗传关系，探讨遗传分化机制，并为紫椴遗传资源的有效保护和合理利用提供理论依据。主要研究结果如下： (1)采用细胞裂解前分离多糖和高浓度盐去除多糖相结合的改良CTAB法，可有效去除多糖干扰，使电泳条带清晰，能够获得高质量的紫椴基因组DNA。紫椴水培嫩叶、枝条韧皮部、成熟叶片均能提取到较高质量的基因组DNA，芽不适合用来提取DNA。在不能够得到幼嫩叶片的情况下，采用枝条韧皮部提取DNA要比成熟叶片更能获得较高质量的DNA，也能够满足不同季节的需要。 (2)采用单因子实验和正交实验2种方法对影响紫椴ISSR-PCR反应体系的4个主要因素(Taq酶用量、Mg2+浓度、dNTP浓度、引物浓度)进行优化试验。通过对2种实验方法的综合比较与分析，建立了紫椴ISSR-PCR最佳反应体系。同时，根据最佳体系筛选扩增稳定、多态性丰富的ISSR引物，通过梯度PCR确定引物的最佳退火温度。并对扩增反应的延伸时间以及循环次数进行优化，得到了紫椴ISSR-PCR反应的最佳扩增程序。 (3)14个ISSR引物对不同经纬度紫椴天然种群的135个DNA样品进行PCR扩增，平均每个引物扩增出9.3条带，多态位点百分率(P)为93.85％。等位基因(A)平均为1.9385，有效等位基因数(Ae)平均为1.3961，Nei多样性指数(H)平均为0.2433，Shannon多样性指数(I)平均为0.3803。6个不同经纬度紫椴天然种群间的遗传多样性有差异，且紫椴中心分布区天然种群的遗传多样性大于边缘区。 (4)不同经纬度紫椴天然种群间遗传分化较大，遗传分化系数Gst为0.1965。遗传变异主要来自种群内部，种群内的遗传多样性占总群体的80.35％。6个紫椴天然种群间的基因流Nm为2.0449，表明紫椴种群间有基因流存在，能降低局部变异，阻止适应性分化。紫椴各种群间的相似程度较高，遗传距离与地理距离没有相关性。紫椴作为红松的主要伴生种，在红松针阔混交林内的遗传多样性最高。 (5)14个ISSR引物对不同海拔紫椴天然种群的90个DNA样品进行PCR扩增，平均每个引物扩增出8.1条带，多态位点百分率(P)为87.69％。等位基因(A)平均为1.8769，有效等位基因数(Ae)平均为1.3740，Nei多样性指数(H)平均为0.2305，Shannon多样性指数(I)平均为0.3599。不同海拔紫椴天然种群的遗传多样性呈现随海拔升高遗传多样性降低的趋势。 (6)不同海拔紫椴天然种群间遗传分化较大，遗传分化系数Gst为0.3011。遗传变异主要来自种群内部，种群内的遗传多样性占总群体的69.89％。6个紫椴天然种群间的基因流Nm为1.1603，比不同经纬度紫椴天然种群的基因流系数小。不同海拔紫椴之间的遗传距离与垂直距离间有较为显著的相关性。各种群间遗传一致度较高，说明海拔高度对紫椴的地理隔离较小。 (7)针对遗传变异主要存在于群体内以及中心分布区群体遗传多样性较高的特点，在进行遗传多样性保护时，应充分重视对大群体内不同类型个体的保存，重点要放在自然分布中心地区的群体。同时还要防止人为因素对紫椴天然种群的进一步破坏。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

2材料与方法

3结果与分析

4讨论

5结论

参考文献

附录

附图

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