太行菊属植物遗传多样性的ISSR分析

摘要

太行菊属(Opisthopappus Shih)隶属于菊科春黄菊族(Tribe Anthemideae)菊蒿亚族（Subtribe Tanacetinae），与菊属、亚菊属的亲缘关系较近。该属植物为多年生宿根草本植物，包括两个种，分别是太行菊(Opisthopappus taihangensis(Ling)Shih)和长裂太行菊(Opisthopappus longilobus Shih)。其主要分布在我国的山西、河北和河南，为我国太行山脉特有属，大多生长在海拔1000 m左右的悬崖峭壁石缝中以及峭壁下疏林内的岩石缝隙和土层瘠薄处，极耐干旱瘠薄，并且具有很高的观赏价值和药用价值。目前，由于其分布范围持续缩小，已处于濒危状态，为国家二级珍稀濒危保护植物。　　 为了探讨太行菊属植物种群的遗传多样性程度，了解其遗传结构，分析其致濒机制，以便为其种质资源的保护和可持续开发利用提供科学的理论依据。本研究采用ISSR分子标记技术对太行菊属植物的6个天然种群遗传多样性水平进行了分析。主要研究结果如下:　　 27条引物共获得253个位点，其中多态性位点230个，多态性位点比率(PPB)达90.91％。无论是太行菊还是长裂太行菊均存在较为丰富的遗传多样性(PPB=90.12％, H=0.1842,I=0.289和PPB=95.21％, H=0.2226,I=0.3542);AMOVA分析表明两种的遗传变异大部分存在于种群内，且长裂太行菊种群内遗传变异(84.95％)高于太行菊种群内遗传变异(80.45％);太行菊种群间存在一定的遗传分化(Gst=0.2740，Φst=0.196)，而长裂太行菊种群间遗传分化相对较小(Gst=0.1034，Φst=0.151)。这与其特殊的生存生境和繁殖、扩散方式密切相关。不同程度的基因流(1.325和4.336)以及有性繁殖的交配系统形成了目前的太行菊和长裂太行菊的遗传结构;生境的片段化和特殊性并未显著造成遗传分化，反而促使其适应特殊生境而保持较高的遗传多样性。　　 根据聚类结果和Mantel检验表明，各种群的遗传距离和地理距离之间没有显著的相关性(r=0.2419，P=0.1845)。人为采摘和挖掘现象较为严重，对种群的有效大小及其扩散更新产生较大的影响，从而影响种群间自然的基因流，这也可能是其地理距离和遗传距离缺乏相关性的重要原因。而基于遗传距离的聚类结果表明太行菊和长裂太行菊种间遗传分化不显著，说明种间分化发生较晚，遗传特性的分化速度不及形态特征的分化速度。最后，对太行菊属植物种质资源的保护提出了几点建议和措施。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 太行菊属植物及其研究进展

1．1．1 太行菊属植物概况及形态特征

1．1．2 太行菊属植物的分布及生境

1．1．3 太行菊属植物的研究进展

1．2 遗传多样性

1．2．1 遗传多样性的概念

1．2．2 遗传多样性的研究意义

1．3 遗传多样性的研究方法

1．3．1 形态学标记

1．3．2 细胞学标记

1．3．3 生化标记

1．3．4 分子标记

1．4 本研究的目的与意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 主要仪器及试剂

2．3 试验方法

2．3．1 技术路线

2．3．2 基因组DNA的提取及检测

2．3．3 PCR反应体系的建立及引物筛选

2．3．4 电泳检测

2．4 数据统计与分析

2．4．1 统计条带与建立二元数据矩阵

2．4．2 遗传多样性水平和遗传结构分析

2．4．3 聚类分析及遗传距离与地理距离的相关性检验

3 结果与分析

3．1 ISSR遗传多样性分析

3．1．1 PCR扩增结果

3．1．2 太行菊属植物的遗传多样性

3．2 遗传分化与基因流

3．3 种群的遗传变异与遗传结构

3．4 种群间的遗传关系(聚类分析与Mantel检验)

4 讨论

4．1 太行菊属植物的遗传多样性

4．2 太行菊属植物的遗传结构和基因流

4．3 太行菊属植物的致濒机制和遗传资源的保护

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

个人简介

致谢