红桦和白桦自然杂交及基因渐渗研究

发布时间：2020-07-11 19:38

【摘要】：红桦(Betula albosinensis)和白桦(Betula platyphylla)广泛分布于我国云南、四川、陕西、甘肃、河南及山西。在两个物种同域或邻域分布的种群中,有一些疑似杂交个体。本研究使用12个核微卫星位点对9个地点的391个桦树个体开展分子标记;对部分采集的桦树开展叶片形态学分析;对微卫星数据开展了PCO分析和STRUCTURE分析以推测种间杂交、种群遗传结构和遗传混合;比较了区分“四倍体”红桦基因型和不区分“四倍体”红桦基因型对群体遗传分析的影响;分析了倍性及物种丰富度对红桦和白桦之间基因渐渗方向的影响。主要研究结果如下:1、基于叶形态的表型分析将样本分为红桦和白桦,但分子标记的结果表明红桦具有四倍体和二倍体个体,并且二倍体同四倍体已产生了明显的遗传分化。2、基于ITS序列的系统发育表明,大多数“二倍体”红桦与“四倍体”红桦聚为一枝,但是支持率较低。3、基于微卫星数据的STRUCTURE分析表明白桦和“四倍体”红桦之间以及“二倍体”红桦和“四倍体”红桦之间杂交率及基因渐渗的量较低。六个个体为“四倍体”红桦和“二倍体”红桦之间早期杂交后代或回交个体。五个个体为“四倍体”红桦和白桦之间的早期杂交个体。4、基于遗传混合量分析表明“二倍体”红桦和白桦渐渗到“四倍体”红桦的量同纬度无显著的相关性。物种丰富度和倍性差异不影响红桦和白桦之间的渐渗方向。不完全的谱系分离和基因流可以解释遗传混合在地理分布范围的分布规律。5、区分“四倍体”红桦基因型和不区分“四倍体”红桦基因型对物种之间的遗传分化没有显著影响但不区分“四倍体”红桦基因型的遗传结构被低估。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S792.15
【图文】：

地理分布图,种群,样品,样本

1 实验材料在 2016 年 8 月至 2017 年 9 月进行样本采集。样本来自陕西旬阳坝林场（XY白云山（BYS）、陕西太白县（TY）、陕西通天河国家森林公园（TTH）、山（MJS）、山西舜王坪（SWP）、山西庞泉沟（PQG）、河北白石山世界地BSH）、河北西灵山（XLS）共 9 个采样点，其中 6 个采样点（TY、TTH、、BSH、XLS）红白桦同域分布。共采集 391 份红桦和白桦样本，包括 9 个居红桦材料和 6 个种群的 150 份白桦材料。为避免重复取样，采取每隔 20-3个成熟样本的采样策略。每个成熟样本只采集一小段健康无害虫的嫩枝条及新若枝条太高无法采集，就会适当刮取树皮的形成层组织作为样本，并及时标记的标签。用吸水纸或报纸、标本夹制作桦木标本后带回实验室，等彻底干燥后。同时采用 GPS（UniStrong）标记记录采样点的经纬度以及海拔。采样点地详细信息见图 1 及表 1。

红桦,叶片,锯齿,连接点

3）叶片右侧第一个锯齿点；（4）叶片右侧距连接点 1/5 处的锯中脉最宽端点；（6）叶片右侧距连接点 3/5 处的锯齿点；（7）处的锯齿点；（8）叶片的顶端；（9）叶片左侧距连接点 4/5 处左侧距连接点 3/5 处的锯齿点；（11）叶片左侧离中脉最宽端点接点 1/5 处的锯齿点；（13）叶片左侧第一个锯齿点。红桦和白置参照图 2。根据标志点的位置利用 Image J 软件对扫描的叶片标定（Abràmoff et al. 2004），并将每个叶片的 13 个标志点位笛卡尔坐标的配置，保存为 txt 文本格式。随后利用 Morpho J 软坐标数据进行后续叶型分析（Klingenberg, 2011）。我们将.tx件后，首先检验了数据的离群值，并进行了普氏叠印法分析（analysis, GPA），该方法通过对坐标数据进行傅里叶转换，将叶片、缩放，去除非形态变异，最终使所有叶片的坐标数据最大限度的叶片标志点信息进行主成分分析（principal component analysi

16片（A）水平和每个个体（B）的平均叶片水平上进行 PCA 分析。（A）和（B）中的每每个叶片和每个个体。nalysis performed at the level of individual leaf (A) and at the level of averaged leaf from eachEach dot in (A) and (B) represents each leaf and each specimen, respectively.

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