论文部分内容阅读
樱亚属(Subgenus cerasus)植物隶属蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus),目前全世界樱亚属植物有数百种,分布于北半球温和地带,亚洲、欧洲至北美洲均有记录,主要种类分布在我国西部和西南部以及日本和朝鲜,我国现知樱亚属植物以西南各山区种类最为丰富,但近年来受自然灾害和人为破坏较为严重,为了更好的利用和保护这些资源,本文对我国樱亚属植物分子亲缘地理以及中国樱桃自然居群遗传结构及遗传多样性进行了研究。利用cpSSR分子标记对樱亚属植物分子亲缘地理进行研究,根据单倍型的地理分布格局,推测该亚属植物的起源与演化以及可能的冰期避难所和冰期后的迁移路线。通过ISSR分子标记研究了中国樱桃的遗传结构和遗传多样性,并根据研究结果对中国樱桃提出相应的保护策略。主要结果如下:(1)樱亚属植物分子亲缘地理研究采用cpSSR分子标记,对樱亚属47个居群,228个个体的分子亲缘地理进行了研究。13对cpSSR引物检测到的等位基因数在2-5之间,共得到30种单倍型。大多数单倍型仅被地理邻近的居群共有,但单倍型5,8,18,22分布相对较广。巢式支系法分析(nested clade analysis,NCA)结果显示,30个单倍型组成五级支系,最后形成一个大的完整支系,并由此来推测单倍型地理分布格局的历史成因。结果表明,支系2-1是由长距离传播形成的;支系3-4和4-1是由范围扩张引起的。根据cpDNA单倍型的地理分布,我们推测樱亚属的分布中心在第四纪冰川来临之前已经形成,并且还经历了云贵高原-华中山地-华东江南丘陵的迁移。当第四季冰期来临时,云南,四川盆地,武陵山地区,秦巴山区和江淮地区曾是樱亚属植物的避难所。冰期结束后,樱亚属植物以冰期时的避难所为中心向四周扩散,江淮地区的居群向北扩散至山东省,四川的居群向东扩散经秦岭、太行山到达华北和辽宁,形成现今樱亚属植物分布格局。(2)中国樱桃自然居群遗传多样性及其保护策略采用ISSR分子标记,对中国樱桃(Prunus pseudocerasus)10个居群80个个体的遗传多样性与遗传结构进行了研究。结果表明:中国樱桃不同居群的多态位点百分率PPB为1.13%~32.00%,物种水平的的多态位点百分率PPB为84.00%,与其他蔷薇科植物相比,中国樱桃具有高的遗传多样性。分析表明,中国樱桃居群间存在明显的遗传差异,GST=0.7118;AMOVA分析结果显示,64.53%的遗传变异发生在居群之间,而居群内部的遗传变异仅为35.47%。中国樱桃居群间的基因流Nm=0.2025,远远低于一般广布种植物的基因流(Nm=1.881)。Mantel检测显示居群间的遗传距离与地理距离相关性显著(r=0.5272,P<0.005)。中国樱桃分布范围广以及本身的生物学特性是其具有高遗传多样性的原因;居群间存在较大遗传分化可能是由于中国樱桃的繁育系统、有限的基因流、生境以及遗传漂变等原因造成的。针对目前的资源现状和本文研究结果,建议中国樱桃自然资源的保护以就地保护为主,尤其是对那些有较高遗传多样性水平的居群,比如YJ,CK,YN,XX和FP居群,同时采用迁地保护以降低保护过程中带来的自交或近交衰退。