基于叶绿体序列rpl16的中国樱桃居群遗传多样性及居群遗传结构研究

摘要

中国樱桃（Cerasus pseudocerasus Lindl.）是起源于我国的落叶果树，它隶属于蔷薇科(Rosaceae)李亚科(Prunoideae)樱属（Cerasus），约有3000余年的栽培历史，其早熟性、观赏性赋予了它很高的经济价值。中国樱桃在我国有着广阔的分布，在川、云、陕、贵分布着其丰富的野生资源，河南、安徽、四川、贵州、甘肃、重庆等省市分布着中国樱桃的重要栽培种质，但是目前关于中国樱桃野生及栽培资源的遗传背景还了解得不够全面、深入，影响了对中国樱桃优良种质的保护和利用。鉴于此，本文采集了来自四川、安徽、河南、陕西、贵州、重庆等省市的263份中国樱桃材料，包括9个中国樱桃野生群体和8个中国樱桃栽培群体，基于叶绿体序列rpl16内含子区，展开了对中国樱桃资源的遗传多样性评价和居群遗传结构分析，其结果如下:
　　1.中国樱桃资源遗传多样性评价。17个群体的263个体的叶绿体片段序列遗传多样性研究结果表明:1)263条rpl16内含子区序列共检测到14个多态性位点，所有17个群体共检测到22个叶绿体单倍型。单倍型多态性(Hd)分布范围为0.000-0.879，总群体的单倍型多态性(Hd)为0.689。核苷酸多样性（π）分布范围为0.00000-0.00316，，总群体的核苷酸多样性(π)为0.00184。2）不同群体类型之间的遗传多样性水平相差较大，其中野生群体拥有较高的遗传多样性水平，其平均单倍型多样性Hd=0.776，核苷酸多样性π=0.00258，而栽培群体的平均单倍型多样性水平Hd=0.575，核苷酸多样性π=0.00076。中国樱桃桃具有丰富的遗传多样性，这一结果与大多数研究结果是一致的，而栽培群体较低水平的遗传多样性形成的原因可能是由于长期的驯化栽培及无性繁殖引起的严重的瓶颈效应使得其有效群体大小严重减小所导致的。
　　2.中国樱桃的群体遗传结构。群体遗传结构研究结果表明:1）两两群体间遗传分化结果显示:17个中国樱桃群体两两群体间的遗传分化系数Fst的变化范围为0.0000～0.8912，除野生贵阳群体、野生青川群体、野生商南群体与各栽培群体间的遗传分化系数较大，其余群体间遗传分化系数相对较小，两两群体间遗传分化不明显;野生群体与栽培群体间的遗传分化系数Fst=0.1558(P=0.0000)，虽然少数几个野生群体与栽培群体间有较为明显的遗传分化，但在总体上看野生群体与栽培群体之间的遗传分化并不明显。2）分子差异分析(AMOVA)结果表明:中国樱桃总群体与栽培群体的遗传变异主要来源于群体内，而栽培群体的遗传变异有65.57％来源于群体间，34.43％来源于群体内。3）基于K-2P模型的遗传距离结果显示，17个群体两两之间的遗传距离变化范围为0.000～0.004，野生商南群体与其余群体的遗传距离最远。基于K-2P模型遗传距离的聚类分析中17个中国樱桃群体主要被聚为两个大支，野生青川群体与野生商南群体被聚为一支(Ⅱ)，其余群体被聚为另一支(Ⅰ)，说明野生青川群体与野生商南群体与其余群体遗传距离较远。单倍型的NJ聚类图与单倍型的网络图是单倍型关系结果的拓扑结构，表明:22个单倍型分为了两个大的分支A和B，A、B分枝分别包含了13和9个单倍型，大分枝A分为了A1和A2两个亚枝，大分枝B分为了B1和B2两个亚支。单倍型Hap1与Hap2是分布最广的两个单倍型，且有较高的频率。4）中性检验与错配分析结果显示:栽培群体的Tajiama's D为显著的负值，且其错配分布曲线是一个峰曲线，说明栽培群体是一个不稳定群体，其偏离了中性进化，近期经历过大规模的群体扩张。由以上研究结果推知:中国樱桃的繁育系统与其种子传播机制使中国樱桃群体之间的遗传分化较小，中国樱桃没有表现出明显的群体遗传结构。

目录

声明

摘要

缩略词表(Abbreviations)

1．前言

1．1 中国樱桃简介

1．1．1 中国樱桃的分类地位

1．1．2 中国樱桃种质资源调查与分布研究

1．1．3 中国樱桃的生物学特性

1．1．4 中国樱桃的引种、驯化

1．1．5 中国樱桃的遗传多样性及群体遗传学研究

1．2 遗传多样性研究

1．2．1 基本理论

1．2．2 影响遗传多样性的因素

1．2．3 遗传多样性研究的取样策略

1．2．4 基于DNA标记的植物遗传多样性研究

1．3 居群遗传结构研究概述

1．4 本研究的目的和意义

2．材料与方法

2．1 样本采集

2．2 总DNA提取

2．3 PCR扩增

2．4 电泳检测

2．4．1 1％琼脂糖凝胶的制备

2．4．2 上样与电泳

2．4．3 染色与观察

2．5 pcr产物测序

2．6 数据分析

3．结果与分析

3．1 叶绿体DNA rpl16序列变异及单倍型分布分析

3．2 遗传多样性分析

3．3 居群遗传结构分析

3．4 聚类分析与单倍型网络分析

3．5 中性检验与错配分布分析

4．讨论与结论

4．1 中国樱桃叶绿体DNA序列rpl16中indel的特征及处理

4．2 中国樱桃群体遗传多样性评价

4．3 中国樱桃居群遗传结构

4．4 中国樱桃的保护策略

5．小结与展望

参考文献

致谢