中国三个主要榛种居群遗传多样性及榛属植物种间亲缘关系研究

发布时间：2017-12-18 03:31

  本文关键词：中国三个主要榛种居群遗传多样性及榛属植物种间亲缘关系研究

  更多相关文章： 毛榛 平榛 川榛 榛属植物 遗传多样性 亲缘关系

【摘要】：野生种通常比栽培种蕴含更丰富的遗传变异,是育种工作宝贵的资源。我国蕴藏着丰富且分布广阔的榛属种质资源,包括毛榛、平榛、川榛、刺榛、滇榛、华榛、绒苞榛、维西榛8个种和藏刺榛、短柄川榛2个变种,约占世界榛属植物种数的50%,但大多数处于野生状态,对其亲缘关系及遗传多样性研究较少。本研究使用SSR和AFLP两种分子标记对我国12个毛榛天然居群进行遗传多样性和遗传结构分析;通过SSR分子标记对21个平榛居群和13个川榛居群进行遗传多样性和遗传结构分析;此外,通过SSR、ITS和cpDNA序列对17个榛属种(变种)间亲缘关系及进化关系进行分析。通过上述研究旨在探究我国三个主要野生榛种居群的遗传多样性水平以及进一步明确不同榛种之间的亲缘关系。主要研究结果如下:(1)毛榛10个SSR位点表现出较高的遗传多样性,6对AFLP引物的平均多态带百分比为99.18%。SSR和AFLP两种分子标记都表明毛榛居群具有较高的遗传多样性水平,其中宁安(NA)和孟家岗(MJG)两个居群的遗传多样性水平较高。毛榛居群遗传分化系数FST(SSR=0.1215,AFLP=0.1064)表明毛榛遗传变异主要存在于居群内部。SSR和AFLP分子标记的AMOVA分析也支持上述结果。毛榛较高的基因流(Nm1)有效抵消遗传漂变的影响。(2)SSR和AFLP分子标记的UPGMA、STRUCTURE、PCoA结果均表明12个毛榛居群可划分为东北和华北2个组。Barrier分析结果检测到12个毛榛居群存在3个主要遗传障碍,其中第一遗传障碍正好位于SSR所划分的第1组(GroupⅠ)和第2组(GroupⅡ)之间。Mantel检测表明毛榛居群地理距离与遗传距离之间具有显著的正相关性(r=0.419,P=0.005)。(3)11个SSR位点在平榛居群(Na=14.4545、Ho=0.7272、He=0.8216、PIC=0.8212)、川榛居群(Na=14.7273、Ho=0.6687、He=0.8218、PIC=0.8016)均表现出较高的遗传多样性。平榛居群、川榛居群均具有较高的遗传多样性,平榛围场(WC)、密山(MS)、古交(GJ)居群遗传多样性较高,中阳(ZY)居群遗传多样性最低。川榛岳西(YX)、镇平(ZP)、临安(LA)、太白(TB)居群的遗传多样性较高,而宣恩(XE)居群遗传多样性最低。遗传分化系数(FST)和AMOVA分析均表明平榛居群、川榛居群的遗传变异主要发生在居群内个体间,居群间遗传变异较低。居群间存在较高的基因流(平榛=4.0103、川榛=2.6194)。UPGMA、PCoA以及STRUCTURE(K=2)的聚类结果显示34个平榛和川榛居群被清楚地划分成2组,即平榛居群组和川榛居群组。其中平榛居群可被划分为东北和华北2个组。(4)基于SSR榛属植物种间UPGMA聚类结果表明17个榛种可以划分成8个组,第一组由8个中国榛种(变种)组成,第二组由美洲地区的尖榛和加州榛组成,第三组由亚洲的角榛和毛榛组成,第四组均有欧洲榛组成,第五组由美洲榛组成,第六组仅包括绒苞榛,第七组由土耳其榛组成,第八组仅含有喜马拉雅榛。STRUCTURE聚类结果显示K=2为最佳的划分。主坐标分析法(PCoA)与UPGMA的结果相一致。UPGMA和STRUCTURE的聚类结果均揭示绒苞榛与中国境内其它榛种亲缘关系较远。毛榛不仅与同域的平榛遗传距离较远,也与川榛、滇榛、维西榛、刺榛和藏刺榛遗传关系较远,但与角榛遗传关系较近。(5)cpDNA和ITS拼接好的序列榛属种间共有19种单倍型,其中Hap3和Hap15属于原始单倍型,仅分布于亚洲榛种毛榛、角榛、滇榛和川榛中。川榛比平榛更原始。通过利用SSR、AFLP分子标记对毛榛居群以及利用SSR分子标记对平榛和川榛居群的遗传多样性分析发现我国3个主要榛种居群均具有较高的遗传多样性,并且遗传变异主要发生在居群内,基因流均较高。多种聚类结果都显示34个平榛和川榛居群被清楚地划分成2组,即平榛居群组和川榛居群组,这支持了前人对于“川榛是一个独立种”的分类结果。榛属植物种间聚类结果表明17个榛属种可以划分成8个组,其中绒苞榛和毛榛与其他榛种的亲缘关系较远,研究结果为进一步明确榛属植物的系统进化关系提供了分子理论基础。
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S664.4

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本文编号：1302653