基于ITS序列的栽培中国樱桃遗传多样性及其群体遗传结构分析

摘要

中国樱桃（Cerasus pseudocerasus）隶属于蔷薇科(Rosaceae)樱属（Cerasus），起源和分布于我国。中国樱桃是世界四大栽培种之一，也是我国古老的具有较高经济价值的落叶果树之一。但长期以来，因中国樱桃果小、储运性差，致使其未受到应有的重视，忽视了对其个别性状突出甚至一些综合性状优良的地方种质的保护。加上世界上另一樱桃栽培种欧洲甜樱桃（Cerasus avium）大规模涌入中国市场，一定程度上加剧了栽培中国樱桃种质的破坏和流失。为有效保护和利用中国樱桃，本研究基于ITS序列对有代表性的栽培中国樱桃18个群体共154个个体的遗传多样性及其群体遗传结构进行了分析与研究。主要结果如下:
　　1.栽培中国樱桃的遗传多样性
　　对具有代表性的18个栽培中国樱桃种质群体共154个个体的ITS序列测定和比对后结果表明:(1)所有序列共定义了11个单倍型，其中单倍型H1在所有群体中均有分布，是分布最广也是所有群体遗传构成最主要的单倍型。(2)对所有18个群体的ITS序列单倍型多样性(h)及核苷酸多样性(π)的检测结果表明:栽培中国樱桃种质表现出较低的遗传多样性水平(h=0.5590，π=0.0012)，而且单个群体间遗传多样性水平表现出较大的差异（h=0～0.9050，π=0～0.0061）。
　　2.栽培中国樱桃群体遗传结构
　　基于ITS序列对栽培中国樱桃各群体进行遗传结构分析表明:(1)SAMOVA空间分布分析结果显示，当K=3时检测到最大的FCT值及最大的群体差异(FCT=0.3072，P=0.0029)，表明所有群体可划分为3个组，来自贵州毕节(BJ)的群体和来自贵州贵阳(GY)的群体各自单独为一个组，而来自其他地方的群体成为另一个组。(2)分子变异分析（AMOVA）结果显示，18个群体间的遗传分化不明显（FST=0.1400，P=0.0000），大部分的遗传变异主要分布于群体内部(86％)。SAMOVA分组的分析也表现出类似的遗传分化。(3)两两群体间的遗传分化分析结果显示，群体间遗传分化系数Fst表现出较大的变化。基于K-2P遗传距离的N-J群体聚类结果表明，18个群体可以分为3个较大的分支。(4)对所有群体的中性检验结果表明，所有群体的Tajima's D值为显著的负值（Tajima's D=-1.7790，P＜0.05）;而Fu and Li's D*=-1.8098（P＞0.10）和Fu and Li's F*=-2.1558(0.05＜P＜0.10)均为负值，但统计检验不存在显著性。群体的错配分布分析结果显示，错配分布曲线呈单峰曲线，表明栽培中国樱桃种质可能经历过近期的群体扩张。
　　基于以上研究结果，分析认为，栽培中国樱桃在驯化过程中所产生的奠基者效应以及瓶颈效应可能是导致群体遗传多样性丢失的主要原因，而较长的世代周期及较短的分化时间可能导致了群体间低的遗传分化。研究针对以上分析结果提出了对栽培中国樱桃的保护策略。

目录

声明

摘要

缩略词表(Abbreviations)

1 文献综述

1．1 中国樱桃及其近缘种的分布

1．2 樱属分类的研究

1．3 中国樱桃发展现状

1．4 中国樱桃及其近缘种的遗传多样性以及群体遗传结构研究

1．4．1 中国樱桃及其近缘种的遗传多样性研究

1．4．2 中国樱桃及其近缘种的群体遗传结构研究

1．5 关于ITS在植物系统学与分类学研究中的应用

1．5．1 植物系统学与分类学发展历史

1．5．2 ITS序列的特征

1．5．3 ITS序列在科、亚科、族水平的应用

1．5．4 ITS序列在属及属下分类阶元中的应用

1．5．5 ITS序列在种及种以下水平的应用

2 研究目的与意义

3 材料和方法

3．1 材料

3．2 总DNA提取、PCR扩增及测序

3．3 数据分析

3．3．1 序列分析

3．3．2 遗传多样性分析

3．3．3 群体遗传结构分析

3．3．4 群体间遗传距离及聚类分析

3．3．5 单倍型谱系分析

3．3．6 中性检验及错配分布分析

4 结果与分析

4．1 ITS序列的多态性分析

4．2 群体遗传多样性分析

4．3 群体遗传结构分析

4．4 群体间的遗传距离和聚类分析

4．5 单倍型网络分析

4．6 中性检验与错配分布分析

5 讨论

5．1 ITS序列多样性及其应用

5．2 栽培中国樱桃种质的遗传多样性

5．3 栽培中国樱桃种质的群体遗传分析

5．4 栽培中国樱桃种质的保护策略

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文