麻栎和栓皮栎遗传多样性的AFLP分析及速生家系选择

摘要

栎属约有（Quercus L.）450种，分布范围非常广泛，是重要的集观赏价值、经济价值、生态价值为一体的种属。我省为麻栎（ Quercus acutissima）和栓皮栎（ Quercus variabilis）主要分布区之一。近些年，随着人类生产活动，原生的麻栎和栓皮栎遭到破坏，本文通过搜集山东省27个麻栎半同胞家系和19个栓皮栎半同胞家系种子并培育成林。根据AFLP（Amplified fragment length polymorphism）分子标记技术的试验结果，分析麻栎和栓皮栎，二者各自的遗传多样性、遗传结构和亲缘关系情况；对其进行1年生、5年生和8年生苗、叶生长指标测定，选育出优势速生家系，为麻栎、栓皮栎种质资源评价、保护以及利用提供理论依据。试验结果如下：
　　1.麻栎的遗传多样性分析：从64对引物组合中，选取8对重复性好、多态性高的引物组合，结果显示，72份种质在8对引物中共扩增出1440条谱带，多态带比例为100％。平均观测的等位基因数Na=2.0、平均有效等位基因数Ne=1.2638、平均Nei's基因多样性H=0.1731和平均Shannon信息指数I=0.2871，表明72份麻栎种质之间的遗传多样性较高；72份种质之间的遗传一致度（In）介于0.3048-0.7597。来自同一家系的单株，大都首先聚在一起。72份麻栎种质中有61份种质产生特异性条带，通过特异性条带可鉴别出84.7%的种质，并且产生特异性条带数为209个，全部是单态带，没有缺失带。麻栎9个半同胞家系的多态带比例从42.17%到54.29%不等，平均多态带比例为48.72%。多态带比例由大到小为：石榴园32号>蒙阴50号>地震台39号>龙口48号>三阳观22号>莱阳52号>东泊子43号>红门16号>徂徕山46号。
　　2.麻栎的遗传结构：9个半同胞家系间的遗传分化度Gst=0.2478，基因流（Nm）为1.6517，表明遗传变异主要来自于家系内部且不同家系间有一定的基因交流。9个半同胞家系的遗传一致度（In）介于0.9082~0.9808之间，平均值为0.9507；遗传距离（D）介于0.0194-0.0753之间，平均值为0.0493，不同家系间遗传相似性较大；在遗传距离D=0.044处，可将9个麻栎半同胞家系分成4类。用Metal检验遗传距离（D）与地理位置之间的关系，可得出二者不存在相关性(r=0.1133，p=0.7169)。
　　3.栓皮栎的遗传多样性分析：从64对引物组合中，选取8对多态性较好、重复率高的引物组合，结果显示，82份种质在8对引物中共扩增出1438条谱带，多态带比例为100%。平均观测的等位基因数Na=2.0、平均有效等位基因数Ne=1.2903、平均Nei’s基因多样性H=0.1868和平均Shannon信息指数I=0.3050，表明栓皮栎半同胞家系之间的遗传多样性处于较高水平；82份种质之间的遗传一致度（In）介于0.3229-0.7010。来自同一家系的单株，并非首先聚在一起，说明栓皮栎家系内存在一定的变异。82份栓皮栎种质中，产生特异性条带的有60份种质，通过特异性条带可以检测出73.17%的种质。82份种质共检测出176个特异性条带，全部是单态带，没有缺失带，12个半同胞家系的多态带比例介于36.61%-59.81%之间，平均多态带比例为47.92%。各家系的遗传多样性按多态带大小排序可以得出：崂山49号>平度51号>昆嵛山54号>费县45号>石榴园7号>红门5号>海阳55号>三阳观26号>邹城47号>沂源44号>地震台9号>普照寺11号。
　　4.栓皮栎的遗传结构：12个半同胞家系间的遗传分化度（Gst）为0.2671，基因流（Nm）为1.3860，表明遗传变异主要来自于家系内部且不同家系间有一定的基因交流。12个半同胞家系的遗传一致度（In）介于0.9178~0.9857之间，平均值为0.9461；遗传距离介于0.0144-0.0861（PD51和DZ9）之间，平均0.0509，不同家系间遗传相似性较大；在遗传距离（D）为0.05处被12个栓皮栎半同胞家系分成4类。用Metal检验检测栓皮栎遗传距离（D）与地理位置之间的关系，得出二者之间不存在相关性(r=0.1287， p=0.8428)。
　　5.麻栎速生家系的选择：通过测定并分析一年生、五年生和八年生麻栎的生长指标，利用统计软件SAS9.2分别对数据进行聚类分析，初步在黄岛麻栎27个麻栎半同胞家系中选择速生家系，泰安三阳观24号（SY24）、泰安三阳观29号（SY29）、泰安徂徕山46号（CL46）和烟台莱阳52号（LY52）共计4个速生半同胞家系。
　　6.栓皮栎速生家系的选择：通过测定并分析一年生、五年生和八年生栓皮栎的生长指标，利用统计软件SAS9.2对数据进行聚类分析，初步在黄岛栓皮栎19个半同胞家系中选择速生家系，泰安三阳观23号（SY23）、泰安石榴园35号（SL35）和泰安地震台37号（DZ37），共计3个速生半同胞家系。

目录

声明

符 号 说 明

1 引言

1.1麻栎、栓皮栎研究现状及评述

1.2遗传多样性研究进展

1.3国内外林木半同胞家系选择研究概述

1.4本研究的目的及意义

2材料与方法

2.1试验材料

2.2试验方法

3结果与分析

3.1麻栎半同胞家系AFLP分析

3.2栓皮栎半同胞家系AFLP分析

3.3麻栎半同胞家系生长分析

3.4栓皮栎半同胞家系生长分析

4讨论

4.1麻栎、栓皮栎半同胞家系的遗传多样性分析

4.2麻栎、栓皮栎半同胞家系的遗传结构分析

4.3麻栎、栓皮栎的保护策略

4.4良种选择

5结论

5.1麻栎半同胞家系的AFLP分析

5.2栓皮栎半同胞家系的AFLP分析

5.3速生家系的选择

参考文献

致谢

攻读学位期间论文发表情况