应用RAPD技术进行白榆种群遗传多样性研究

摘要

本研究以科尔沁沙地和浑善达克沙地的6个天然白榆种群为研究对象，采用RAPD分子标记技术，在DNA水平上对天然白榆的遗传多样性进行分析研究，揭示内蒙古自治区榆树的遗传变异状况，从而为榆树遗传资源的科学保护、利用和遗传改良提供科学依据，以最大限度的保护与开发利用内蒙古自治区丰富的榆树遗传资源。
　　通过对天然白榆RAPD反应体系的随机引物浓度、模板DNA用量、dNTP浓度、Taq DNA聚合酶浓度和Mg2+浓度等进行梯度试验，建立了适合白榆RAPD扩增的最佳反应体系：TaqDNA聚合酶1U，dNTP0.2mM，Mg2+2.0mM，引物1mM，13Buffer2.5μL，模板DNA30ng，总体积25μL反应体积。扩增程序：94℃预变性3min；94℃变性1.0min，37℃退火1.5min，72℃延伸1.5min，40个循环；72℃延伸5min。
　　从35条引物中筛选出扩增多态性较多且扩增产物稳定的RAPD引物17条。对6个白榆种群的180个叶片样品的基因组DNA进行扩增，共检测到181个位点，多态位点有96个，多态位点百分比为52.89％。
　　天然白榆的不同种群内的遗传多样性水平差异不大，6个白榆种群的Nei's多样性指数（h）和Shannon's多样性指数（I）介于0.1918～0.2999和0.2873～0.4366。Nei's多样性指数（h）和Shannon's多样性指数（I）的统计结果均显示白榆的遗传多样性主要存在于种群内。
　　6个天然白榆间的遗传分化系数Gst为0.3768，即种群间的遗传变异所占比例为37.68％，种群内的遗传变异所占比例为62.32％。科尔沁沙地3个白榆种群的遗传分化系数Gst为0.3398，浑善达克沙地3个白榆种群的遗传分化系数Gst为0.3142。遗传分化系数表明科尔沁沙地白榆种群间遗传分化相对于浑善达克沙地白榆种群间遗传分化比较明显，且两地白榆各种群间的主要遗传变异均来自于在种群内；科尔沁沙地白榆种群间基因流 Nm＝0.9716小于1，表明种群间基因交流水平较低；浑善达克沙地白榆种群间基因流Nm＝1.0914大于1，表明种群间基因交流水平较高。
　　6个种群的遗传距离显示，在浑善达克沙地种群间，白音塔拉种群与那岱庙种群之间遗传距离最大，达到0.4081，宝绍岱种群和那岱庙种群之间遗传距离最小，为0.2482。6个种群明显聚为两类，那岱庙种群和宝绍岱种群聚为一类；白音塔拉、乌丹林场、乌苏吐保护区3个种群聚和高格斯台种群聚为一类，最终两大类聚在一起。科尔沁沙地和浑善达克沙地白榆各种群间的遗传距离不明显。
　　基于以上研究结果，从白榆种群遗传改良种群遗传多样性保护两方面提出了相应的资源利用和保护策略。

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插图和附表清单

缩 略 语 表

1 引言

1.1 遗传多样性研究背景及意义

1.2 遗传多样性研究的主要方法

1.3 植物种群遗传多样性的度量

1.4 白榆研究现状

1.5 本研究的目的与意义

1.6 技术路线

2 材料与方法

2.1 实验采集地的自然条件

2.2 实验材料采集

2.3 仪器与试剂

2.4 试验方法

2.5 数据处理与统计分析

3 结果分析

3.1 DNA的提取纯化

3.2 RAPD扩增结果分析

4 讨论

4.1 RAPD-PCR最佳反应体系及程序

4.2 白榆遗传多样性

4.3 白榆种群遗传结构

4.4 聚类与分析

4.5 资源保护策略和利用

5 结论

致谢

参考文献

附图

作 者 简 介