楸树群体遗传多样性及种间亲缘关系研究

摘要

楸树组(catalpa Section Sinocatalpa)为紫葳科(Bignoniaceae)梓树属(Catalpa)植物,包括灰楸(Catalpa fargesii Bureau)、滇楸(Catalpa fargesii Bur. f. duclouxii (Dode) Gilmour)、楸树(Catalpa bungei C.A.Meyer)及其变种和变型,是我国特有的优质珍贵用材树种和著名园林观赏树种。楸树类型复杂,种内、种间杂交可获得明显的杂种优势。但由于对种质资源多样性的遗传背景、遗传结构及种间的亲缘关系了解不够,亲本选配主要以形态选择为依据,导致杂交育种的盲目性,优良杂交子代的遗传效益低。本文通过形态学标记,AFLP和SNP分子标记,对我国楸树组植物灰楸、滇楸和楸树的遗传多样性及其近缘种亲缘关系进行了研究,以期为楸树的遗传育种提供理论支持。
　　灰楸形态学标记结果分析表明,灰楸种质资源的 15 个性状差异均极显著,且存在丰富的表型多样性(平均遗传多样性H′=1.904)。嘉陵江流域灰楸各个性状的遗传多样性指数均高于其他地区。这可能和灰楸的地理起源有关,甘肃是灰楸的主要分布区,因此甘肃嘉陵江流域可能是灰楸的遗传多样性中心。
　　AFLP分子标记结果分析表明楸树种群的平均遗传多样性为0.2740。各种群间香农指数和 Nei's 遗传多样性指数分别为 0.4258 和 0.2740。楸树种群间基因流为34.4517 ,说明不同楸树种群间基因交流频繁,而导致低水平的遗传分化(GST=0.0143)；楸树遗传变异主要存在于种群内,种群间的变异仅占1.43%,这可能是由楸树的自交不亲和及其虫媒传粉特性引起的。楸树核糖体DNA ITS序列结果表明,6个种群的种群内平均遗传多样性较高,种群间的较低(HS=0.675,HT=0.658)；叶绿体单体型研究也表明,楸树种群内平均遗传多样性较高,种群间的较低(HS=0.419,HT=0.455),叶绿体DNA和核糖体DNA的SNP标记结果一致,说明楸树群体内的遗传多样性高,群体间的多样性较低。
　　叶绿体基因ndhF片段研究结果表明,滇楸8个种群的种群内平均遗传多样性较高,种群间的较低(HS=0.363,HT=0.380)。可能是因为滇楸有性繁殖率低,多以无性方式繁殖。
　　楸树组植物亲缘关系研究结果表明：滇楸与楸树的亲缘关系更近,不支持滇楸是灰楸变种这一观点。研究结果显示滇楸和楸树可能起源于共同的祖先,而灰楸起源更早。

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1 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2梓树属楸树组植物资源的研究和利用

1.3 研究的理论基础

2 研究内容及方法

2.1 研究内容

2. 2 技术路线

3 楸树组植物及人工杂种的亲缘关系分析

3.1 植物材料

3.2 基因组总DNA的提取

3.3 SNP标记实验

3.4 数据分析与结论

4楸树居群遗传多样性及亲缘关系分析

4.1 SNP标记实验

4.2 AFLP标记及植物材料

4.3 数据分析与讨论

5滇楸居群遗传多样性分析

5.1 植物材料及SNP标记实验

5.2数据分析

5.3结果与讨论

6灰楸形态多样性分析

6.1 植物材料

6.2 数据测量

6.3 数据的处理及分析

6.4 结果及讨论

7 讨论与展望

7.1 测序方式的选择

7.2 楸树组植物遗传多样性水平分析

7.3 楸树组植物亲缘关系分析

7.4展望

参考文献

致谢

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著