大巴山区核桃种质资源评价及其坚果特异性状发掘

发布时间：2018-02-22 16:36

本文关键词： 大巴山核桃多样性居群坚果 SSR　出处：《中国林业科学研究院》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：大巴山地处我国中西部南北气候分水岭,它位于汉江流经河谷地带以东的川、陕、鄂、渝四省(区)边境,是东部一级平原向二级高原山地过渡的交汇处。该区域地形多样,气候变化丰富,植物种类繁多。核桃属(Juglans)植物是大巴山特色经济林树种,据记载已有2000多年的栽培历史,长期自然繁衍蕴育了丰富的遗传资源。本研究在查阅文献资料的基础上,以该地区自然实生大树为研究对象,针对核桃属实生类型,选用坚果表型标记和SSR分子标记甄别方法,以国内现有核桃属实生类型的种质资源为对照,力图较全面地诠释大巴山区核桃实生类型多样性和遗传结构。主要研究结果如下:1.探明了大巴山区核桃实生类型分布及特点,论证了其中心分布区和集中分布区。以行政区划为单位调研了大巴山区50个县(市、区)核桃资源与相关资料,覆盖了该区域核桃分布县(市、区)的100%,结果表明:大巴山区拥有原产我国核桃属植物5个种即核桃(J.regia)、泡核桃(J.sigillata)、野核桃(J.cathayensis)、核桃楸(J.mandshurica)和麻核桃(J.hopeiensis)和未见报道的核桃与泡核桃的“中间类型”,其中核桃、泡核桃和“中间类型”是该区域主要实生类型;这些实生类型在树体性状、叶片特征、物候期、青果及坚果性状等方面均具有丰富的变异,其中坚果数量性状基本覆盖了我国已知核桃资源;三个实生类型在该区域分布与地形相对一致,即:水平分布呈连续性,垂直分布在海拔250 m~1 800 m范围内。实生类型中心分布区为西部米仓山段,次分布区为东部巫山-神农架-武当山荆山段;三个实生类型中核桃在大巴山广泛分布,泡核桃主要分布在东部巫山-神农架-武当山荆山东南段200 m~600 m区域,而中间类型集中分布在大巴山中部(狭义大巴山);由于长期受人为干扰,实生类型主要以散生状态存在,可正常结果的核桃树主要分布在“四旁”和梯田内。2.在对大巴山区核桃实生类型坚果形态变异多样性分析的基础上,建立起了基于坚果表型的特异种质筛选方法,为该区种质资源的选择利用提供了科学依据。区域内核桃实生类型实生居群间坚果形态分化系数为8.89%,坚果变异系数介于68.29%~104.05%。居群间Manhattan距离聚类结果虽与地理距离不完全一致,但与居群间地理距离呈正相关;以城口为界,东段区域坚果平均变异丰度高于西段,是该区域坚果多样性中心分布区;从坚果质量和壳厚看,大巴山区核桃实生类型坚果单果重介于4.11 g~22.87 g,平均11.67 g,核壳厚0.55mm~2.38 mm,平均1.19 mm,已基本覆盖已知核桃种质资源,且≤6g小果型资源和大≥1.0mm厚壳资源相对丰富;从坚果均匀度、垂直缝合线纵切面形状等17个坚果质量性状观测到了80个特征,各性状变异系数介于33.48%~262.59%;通过坚果表型性状因子综合分析确定了特征根大于1的果个因子、取仁难易因子、果形端正因子、出仁因子、坚果均匀饱满因子、坚果美观因子、坚果截面和果底因子和果肩仁色因子8个坚果公因子,并利用第1公因子和第2公因子、第3公因子直观地筛选出了坚果大且易取仁的样本7个、坚果小且易取仁样本8个和坚果大且果形端正样本4个,利用公因子综合得分筛选出了坚果优异的样本10个。3.创建了大巴山区核桃实生类型种质表型与分子标记联合的核桃种质甄别方法。筛选出了沿缝合线纵切面形状等5个坚果标准表型质量标记和多态性性较高的WJR069等16个SSR分子标记,并利用其中的沿缝合线纵切面形状和果肩形2个表型标记和WJR069、WJR007 2个SSR分子标记为筛选出的50份种质建立了指纹图谱。4.证实了大巴山区核桃实生居群具有较高的遗传丰度,并在此基础上探讨了核桃实生居群核心种质构建方法。该区核桃实生居群观察等位基因数(Na)介于4.94~8.13,平均为6.27;有效等位基因数(Ne)介于2.93~3.96,平均为3.28;Shannon指数介于1.112~1.546,平均为1.324;观察杂合度介于0.391~0.453,平均为0.437,期望杂合度介于0.612~0.718,平均为0.688,高于中国山西、四川、重庆和云南9个实生居群的平均水平(He=0.525)和西藏核桃(J.regia)居群(He=0.5864),且遗传丰度较高的区域集中在大巴山东段南麓区域,是该区域遗传资源集中分布区;居群间遗传分化系数(FST)介于0.0334~0.1491,平均为0.0632。在对实生居群遗传多样性分析基础上,采用位点优先取样策略和Nei’s标准遗传距离初步构建的核心种质遗传多样性优于其他取样策略和遗传距离构建的核心种质,构建的核心种质包含35份核心种质资源,保留了原种质9.07%的样品数量,多态性位点百分率、观察等位基因数、有效等位基因数、Nei’s遗传多样性指数和Shannon信息指数的保留率均达到和超过了100%。5.筛选出了一批特异种质资源,并采取异地保存的方式对70份无性系和35份实生家系种质进行了保存,为该区核桃种质的选择和利用提供了基础材料。
[Abstract]:The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The main research results are as follows : Based on the analysis of tree characters , leaf characters , phenology stage , green fruit and nut characters , the distribution of nuts in the middle of Dabashan area is in the range of 4.11 g ~ 22.87 g , average 11.67 g , the kernel shell thickness is 0.55mm ~ 2.38 mm , the average density is 1.19mm , the kernel shell thickness is 0.55mm ~ 2.38 mm , the average density is 1.19mm , the kernel shell thickness is 0.55mm ~ 2.38 mm , the average density is 1.19mm . The results showed that the number of alleles ( Na ) ranged from 4.94 to 8.13 , the average value was 3.28 , the Shannon index ranged from 2.93 to 3.96 , the average value was 3.28 ; the Shannon index ranged from 1.112 to 1.546 , the average value was 3.28 ; the Shannon index ranged from 1.112 to 0.1491 , the average value was 0.632 .

【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】：S664.1

【参考文献】