论文部分内容阅读
本研究基于降香黄檀叶片转录组数据,开发在交趾黄檀和东京黄檀中具有通用性的SSR标记。利用新开发的SSR标记研究降香黄檀(251个个体)、交趾黄檀(70个个体)和东京黄檀(67个个体)的遗传多样性及遗传结构,评价各群体的遗传多样性水平,探讨影响群体间和群体内遗传变异的因素,为这3个濒危黄檀属树种资源的科学保护与有效利用提供理论依据。研究结果如下:(1)降香黄檀叶片转录组测序获得115292条Unigenes,通过SSR检索程序,从中搜索出35774个潜在SSR标记位点,从潜在位点中选择并设计合成192对SSR引物。通过验证,最终获得19个在3个黄檀属树种中具有通用性的SSR标记。SSR标记在60个黄檀样本中共检测到112个等位基因,每个标记检测到3-13个等位基因(Na),多态性信息含量(PIC)变幅为0.38-0.75。降香黄檀、交趾黄檀和东京黄檀群体的平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)依次为0.34、0.40,0.29、0.33和0.27、0.32。经UPGMA聚类分析发现19个通用SSR标记将60个样品按3个黄檀属树种分成3类。(2)19个SSR标记在野生降香黄檀群体(42个个体)中共检测到54个等位基因,GD(Nei’s基因多样性)、Ho和He分别为0.36、0.28和0.37,表明该野生群体为中度遗传多样性水平。在7个野生群体中,遗传多样性水平最低的是HNQS(海南文昌市和三门坡镇,He=0.31),最高的是HNCJ(海南昌江,He=0.40)。AMOVA分析结果显示只有3%差异来源于群体间,高达97%的差异存在于群体内。STRUCTURE分析(群体遗传结构分析)、主坐标分析(PCoA)和邻接进化分析(NJ)结果均显示7个群体可分成2大类:一类由海南海口(HNHK)、海南白沙(HNBS)、海南乐东(HNLD)和海南东方(HNDF)4个群体组成;另一类由海南文昌和三门坡镇(HNQS)、海南昌江(HNCJ)和海南五指山(HNWZS)组成。Mantel检测显示7野生群体间遗传差异与遗传距离(r=0.83,P<0.05)和地理距离(r=0.22,P<0.05)相关。(3)研究异地保护群体CM(96个实生苗个体)、JJ(88个嫁接个体)和就地保护群体HN(42个野生个体)共226个降香黄檀种质遗传多样性及群体结构。结果表明19个SSR标记在226个个体中共检测到75个等位基因,其中CM、JJ和HN 3个群体的uHe(无偏期望杂合度)依次为0.38、0.37和0.37。经均值T检验发现3个保存群体的遗传参数无显著差异,AMOVA分析结果表明3个群体间仅有1%的差异,说明异地保存和就地保存的降香黄檀群体间遗传多样性水平相当。STRUCTURE分析结果表明CM可聚为4个纯亚类(CM1-CM4),JJ为3个纯亚类(JJ1-JJ3),HN为2个纯亚类(HN1-HN2)。AMOVA分析表明分别有13%(CM)、11%(JJ)和10%(HN)的遗传变异来源于各保存群体的亚类群间,说明异地保存群体的遗传变异水平要略高于就地保存群体。3个保存群体间遗传多样性的对比分析结果表明异地保存为有效的降香黄檀资源保存方式。(4)利用19个SSR标记研究来自整个华南地区的251个降香黄檀种质遗传多样性,GD、I(香农多样性指数)、Ho和He依次为0.38、0.65、0.33和0.38,表明该群体的遗传多样性为中度水平。STRUCTURE分析显示251个个体可聚为4个纯合亚类。AMOVA分析结果表明有11%遗传变异源于亚类群间,各亚类群间Pairwise Fst变幅为0.031-0.095,表明整个群体处在中等偏低的遗传分化水平。利用PowerCore软件构建降香黄檀核心种质库,该核心库用31个降香黄檀个体代表原来群体所有遗传变异性水平。(5)利用黄檀属通用SSR标记分别对70份交趾黄檀种质(泰国和柬埔寨)和67份东京黄檀种质(越南)的遗传多样性进行评价。19个SSR标记在交趾黄檀和东京黄檀中分别有13个和19个具有多态性,检测到71和65个等位基因。在交趾黄檀中Ho、He和I依次为0.28、0.37和0.80,在东京黄檀中Ho、He和I依次为0.24、0.31、0.56,表明现有2个黄檀属树种资源的多样性水平为中度偏低,为更好地开发利用这些资源,应对交趾黄檀和东京黄檀的种质材料进行补充收集。