广西马尾松天然林不同种源ISSR遗传多样性分析

摘要

广西是我国马尾松优良种源分布地区之一,曾经拥有大量优良的天然林林分,但是近几年来马尾松天然林遭到比较严重地破坏,因此,开展马尾松优良种质资源保存及天然林资源保护、管理与经营,显得十分重要。本研究采用ISSR分子标记技术,分别对广西忻城古蓬和容县浪水两个天然林种源区5个采样群体共90份样品进行了遗传多样性分析,以期为马尾松优良种质资源的保护、保存和利用研究提供参考依据。研究情况如下:
　　 (1)从100条ISSR引物中筛选出了10条稳定性强,重复性好,多态性丰富的引物对90个样品进行了ISSR分析。10个引物共检测出192个位点,扩增范围在380bp-1,600bp,古蓬种源区和浪水种源区的多态位点百分率(P)分别为93.75％,94.79％。其中,在5个采样群体内的多态位点百分率分布在58.85％-89.06％之间。
　　 (2)有效等位基因数(ne)最高的是浪水种源的Group5,最低的是古蓬种源区的Group2；有效等位基因数的变化范围在1.4649-1.4162之间,浪水种源的有效等位基因高于古蓬种源。
　　 (3)利用Nei's基因多样度指数(h)和Shannon信息指数(I)估测广西马尾松天然林群体遗传多样性水平,浪水种群总的Nei's基因多样度指数为0.3396,古蓬种群总的Nei's基因多样度指数为0.3212；5个群体内的Nei's基因多样度指数(h)变化范围为0.2536-0.2828,平均为0.2654,最高的是浪水种源的Group5,最低的是古蓬种源的Group2。对Shannon信息指数(I)而言,古蓬种群总的I值为0.4825,浪水种群总的I值为0.5067,5个群体内的I值变化范围为0.3914-0.4325,平均值是0.4077,其中最高的是浪水种源的Group5,最低的是古蓬种源的Group2。这表明,广西马尾松天然林群体遗传多样性较高,浪水天然林群体的遗传多样性丰富程度高于古蓬种源天然林。
　　 (4)根据总的基因多样性(Ht)和群体内基因多样性(Hs)计算不同群体间的分化水平(Gst),了解群体间遗传分化程度,所分析的5个马尾松群体间Gst=0.0879,即表明总的遗传变异中有8.79％的变异存在于群体间,群体内的遗传变异为91.21％。古蓬种源3个种源间Gst=0.0568,在总的遗传变异中有5.68％的变异存在于群体间,群体内的遗传变异为94.32％；浪水种源间Gst=0.0253,在总的遗传变异中有2.53％的变异存在于群体间,群体内的遗传变异为97.47％；
　　 (5)两个种源群体内基因流(Nm)均大于1,古蓬种源总的Nm为9.8877,浪水种源总的Nm为19.2930。这说明两个天然林种源内的采样群体间均存在比较高的近亲交配现象,基因交流频繁,这对马尾松天然林的保护和保存提出了迫切的要求,这些要求我们必须加大对马尾松天然林林分的保护,扩大天然林保护的面积和范围,以促进天然林林分稳定性的提高。
　　 (6)依据Nei's遗传距离对5个马尾松天然林群体进行聚类分析,5个群体中同种源的分别聚在了一起,种源内浪水种源的两个群体Grpup4和Grpup5最先聚类,然后是古蓬种源Grpup1和Grpup2聚类,接着Grpup3与前两个古蓬种源聚类。其聚类结果与采样群体的地理距离具有一定的相关性。这也说明,适当的扩大采样点的地理距离,能增加群体间的遗传多样性丰富程度,这从另一个方面也表明,马尾松天然林的保护应适当增加保护区域的面积,实行多点保护。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 马尾松研究概况

1.1.1 形态特征与分布

1.1.2 生物学特性及适生环境

1.1.3 用途及发展前景

1.1.4 马尾松种源研究状况

1.1.5 马尾松的分子研究状况

1.2 分子标记

1.2.1 遗传多样性研究的发展

1.2.2 植物遗传多样性研究的分子标记技术

1.3 ISSR概述

1.3.1 ISSR技术原理及特点

1.3.2 ISSR技术操作要点及实验步骤

1.3.3 ISSR标记在植物遗传育种中的应用

1.4 天然林保护

1.4.1 我国天然林的现状

1.4.2 天然林保护的必要性

1.5 研究背景及意义

1.6 本研究的技术路线

2 正文

2.1 马尾松DNA提取与质量检测

2.1.1 CTAB法提取DNA

2.1.2 试剂盒提取DNA

2.1.3 凝胶电泳分析提取DNA的质量

2.1.4 DNA的纯化实验

2.1.5 提取质量检测

2.1.6 DNA浓度的确定

2.2 ISSR-PCR扩增体系的建立

2.2.1 实验材料

2.2.2 实验仪器与试剂

2.2.3 PCR实验

2.3 ISSR-PCR引物筛选

2.4 试验中要注意的问题

2.4.1 DNA提取中应注意的问题

2.4.2 确定ISSR-PCR体系时应注意的问题

2.4.3 确定PCR反应程序要注意的问题

2.4.4 确定电泳条件要注意的问题

2.4.5 PCR的污染及对策

3 马尾松天然林种源群体ISSR遗传多样性分析

3.1 实验采样

3.2 马尾松ISSR多态性引物及ISSR-PCR扩增结果

3.3 ISSR-PCR数据统计分析

3.3.1 ISSR-PCR谱带的记录

3.3.2 多态位点百分率

3.3.3 Shannon和Nei’s多态性指数的分析公式

3.4 结果与分析

3.4.1 多态位点比率

3.4.2 有效等位基因数ne

3.4.3 利用Nei’s指数和Shannon指数估测广西马尾松遗传多样性

3.4.4 马尾松种源间及种源内的遗传分化

3.4.5 广西两个种源五个群体遗传距离聚类

3.4.6 遗传距离与地理距离的相关性

3.5 讨论

3.6 结论与创新点

3.6.1 结论

3.6.2 创新点

参考文献

附录 A

致谢