新疆杏（亚）属植物系统发育和紫杏（PRUNUS DASYCARPA ENRH.）起源研究

发布时间：2020-06-30 18:07

【摘要】：新疆蕴藏着丰富的杏(亚)属(Armeniaca Mill.或Prunus armeniaca L.)植物资源。尤其是新疆南部杏(亚)属植物的变异类型多、变异幅度大,在世界杏的传播和驯化中起着重要作用。但这些古老的地方杏植物资源遗传本底不清,分类、鉴定滞后,严重阻碍了对杏(亚)属植物资源的保护、利用及种质创新进程。本研究通过SCoT分子标记、DNA条形码和简化基因组测序技术解析新疆杏(亚)属植物资源的系统发育关系和紫杏(Prunus dasycarpa Ehrh.)的起源。主要结果如下:1.采用36条SCoT引物对76份杏单株材料和2份紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)材料进行遗传多样性研究。从36条SCoT引物中,筛选获得24条多态性高、重复性好的引物,平均每条引物可产生8.5条多态性谱带;78份试材中共扩增得到228条谱带,多态性比率为94.16%。通过UPGMA聚类分析和PCoA两种方法分析表明:‘紫杏’和其他杏的亲缘关系远;当相似系数为0.62时,它能与所有杏区分开;并将78份资源分为3个大支,主要按种质的地理分布分别聚类;其中阿克苏地区的杏资源的遗传多样性最为丰富,也较为古老,4个地区的种质存在种质交换。2.通过测定9份新疆杏(亚)属植物的4个条形码片段的38条序列,并结合前人已发表的51条序列信息,进行物种鉴定。综合分析ITS和三个叶绿体基因(片段)matK,psbA-trnH和rbcL在杏(亚)属材料的序列特征构建系统发育关系,结果表明:matK,psbA-trnH和rbcL这3个叶绿体基因(片段)序列在杏(亚)属中非常保守,序列变异位点非常稀少,无法区分物种,均不适宜做杏(亚)属植物的条形码鉴定的候选片段。ITS序列能够将梅和紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)与其他杏(亚)属植物进行有效区分鉴定,且紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)中有1长1短2条ITS序列,通过ITS的分子特征能够对其进行物种鉴定。3.通过测定紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)、普通杏(P.armeniaca L.)、樱桃李(P.cerasifera)和中国李(P.salicina)4个种,14份材料的DNA条形码序列(rbcL、matK、trnH-trnK和ITS)信息,基于58条序列信息的13个典型特征变异位点,并通过核基因和叶绿体基因序列信息特征,验证紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)及其近缘种的系统发育关系。通过叶绿体和和核基因序列特征变异位点表明紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)的所有材料与樱桃李(P.cerasifera)具有非常相似的分子特征,从而确定紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)的母系杂交来源是樱桃李(P.cerasifera)而非中国李(P.salicina);其中‘紫杏’与樱桃李的系统发育关系更近。4.利用Hiseq2500平台进行Paired-end测序,平均个体测序深度为132X,共获得平均unique标签数目53,170个;发现35,157个能分型的SNP位点。用最大似然法和邻接法两种方法得到拓扑结构基本一致。在该进化树中,紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)以支持度为100%单独聚为1类;22份普通杏聚为1个大簇,又分化出了2个大支,其中20份新疆栽培杏聚为1个大支,2份西北地区栽培杏聚在一支。紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)与所有普通杏(P.armeniaca L.)的系统发育关系较远,新疆杏和西北地区的普通杏是种内水平变异,新疆地区的杏以地理来源聚类为主,其中阿克苏地区的最原始,不同地区之间有种质交换发生。综上所述,通过3种分子水平研究证据表明,新疆普通杏(P.armeniaca L.)杏种质虽然变异幅度大,变异类型多,属于种内变异;新疆4个地区的杏以地理来源聚类为主,地区间有种质交换,其中阿克苏地区的杏最为古老。紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)是一个种间杂交类型,其杂交母本来源是樱桃李(P.cerasifera);‘紫杏’和‘阿里瓦拉’均为中间类型,紫杏(P.dasycarpa Ehrh.)不具有种的分类学地位,建议将其作为杂交种单独列出。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S662.2

【参考文献】