云南临沧古茶树遗传多样性与遗传结构分析

发布时间：2020-11-10 03:37

　　 遗传多样性是生物多样性的重要组成部分,是生命进化和适应的基础,遗传多样性越丰富,物种对环境变化的适应能力也越大。遗传多样性分析可以为物种的起源与进化、动植物遗传育种、品种鉴定与评价以及生物多样性保护策略的制定等研究提供理论依据。云南省是茶组植物种类最多、分布最广的地区;临沧是云南第二大茶叶茶区,广泛分布野生、栽培大理茶(Camellia taliensis)、阿萨姆茶(C.sinensis var.assamica)及中间过渡型茶树。本研究利用叶绿体基因间隔区rpl32-trnL序列和30个核心简单重复序列(SSR)标记对临沧市双江县冰岛村、大雪山、凤庆县香竹箐村、云县白莺山村、临翔区昔归村和那罕自然村6个代表性古茶树居群的遗传多样性与遗传结构进行分析,主要结果如下:1.通过对临沧6个居群的453个茶树个体的叶绿体基因间隔区rpl32-trn L多态性进行分析,得到7种叶绿体单倍型。总的单倍型多样性指数(H_d)为0.6820,核苷酸多样性指数(π)为0.00475。居群水平,昔归(H_d=0.4340,π=0.00510)与那罕(H_d=0.6800,π=0.00440)居群多样性较高,大雪山(H_d=0.0000,π=0.00000)居群多样性最低。昔归居群拥有独特单倍型H6和H7,大雪山居群中仅有单倍型H3分布。分子差异分析(AMOVA)分析结果显示,分布在居群内(56.95%)的遗传变异与分布在居群间(43.05%)的遗传变异相接近。巢式支系分析结果表明,地理隔离导致的有限基因流是临沧古茶树群体遗传结构形成的主要原因。2.30个SSR位点在临沧古茶树群体中表现出较高的多态性。白莺山(I=1.245,H_o=0.547,H_e=0.614)和香竹箐(I=1.132,H_o=0.429,H_e=0.557)居群具有较高的遗传多样性,推测大理茶和阿萨姆茶间的基因交流能够在居群内累积遗传变异,导致遗传多样性增加。与其它居群相比,冰岛(I=0.706,H_o=0.374,H_e=0.399)居群各遗传多样性指数均为最低,具有最低的遗传多样性。分子差异分析(AMOVA)分析结果显示,临沧茶树群体遗传变异主要存在于居群内(74.67%)。大雪山居群近交系数为负(F_(is)=-0.0362),表明居群内杂合子过剩,结合瓶颈效应检测,推测大雪山居群可能经历过遗传瓶颈。根据Ennos的花粉流和种子流比值的公式,计算得到花粉流是种子流的4.97倍,表明花粉流是基因交流的主要方式。Structure的结果显示,临沧古茶树群体可以划分为3个亚群,表明临沧茶树群体存在三个同源基因库。其中,白莺山居群中分布有一个遗传背景未知的亚群。3.基于叶绿体rpl32-trnL基因间隔区与30个SSR标记,对白莺山7个茶树亚群共130个个体进行分析。结果表明,黑条子(H_d=0.541,π=0.00510,I=1.127,H_o=0.656,H_e=0.590)亚群具有较高的遗传多样性,白芽子(H_d=0.541,π=0.00510,I=0.421,H_o=0.582,H_e=0.315)亚群遗传多样性较低。7个亚群共检测到4种叶绿体单倍型,单倍型H4为勐库种亚群特有单倍型,白芽子亚群中仅有单倍型H3分布,藤子茶亚群中仅有单倍型H1分布。分子差异分析(AMOVA)分析结果表明遗传变异主要存在于亚群内,叶绿体与核基因组水平亚群内的遗传变异分别占总遗传变异的89.91%和77.78%。叶绿体水平,亚群间表现为中等水平遗传分化,遗传分化系数为0.101,核基因组水平,亚群间出现较大遗传分化,遗传分化系数为0.202。叶绿体水平,白莺山亚群间基因流为2.16,表明亚群间可以通过某种途径产生基因流。Structure结果表明,白莺山可划分为2个同源基因库,但是当K值取3时,显示白芽子具有独特的遗传背景。结合前人数据分析,可以排除白芽子茶为人为引种的栽培型茶(C.sinensis var.assamica)。基于遗传距离构建的130个个体的N-J聚类树与Structure结果综合分析表明,当地居民根据表型性状对亚群的划分具有一定合理性,但仍需分子标记等遗传学手段加以辅助。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S571.1
【部分图文】：

图 2.1 6 个茶树居群样本的地理分布Fig 2.1 Geographical distribution information of six tea populations

测序结果与序列比对结果

图 2.3 茶树居群中单倍型频率及 7 个单倍型的地理分布，单倍型 H1-H7 以不同颜色表示（见图例）Fig 2.3 Frequencies and geographic distribution of 7 haplotypes in six tea plant populations.The haplotypes H1-H7 are represented by different colors
【参考文献】

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本文编号：2877419