《北京林业大学》2015年博士论文

发布时间：2016-12-10 17:55

  本文关键词：云南松天然群体遗传变异研究，由笔耕文化传播整理发布。

《北京林业大学》 2015年

云南松天然群体遗传变异研究

许玉兰  

【摘要】：云南松(Pinus yunnanensis Franch.)是分布于我国西南亚热带山地的重要树种,具有喜光、耐干旱瘠薄、适应性强、木材用途广等特点,在当地林业生产和生态经济建设中占有重要的地位。目前云南松林分中出现低矮、弯曲、扭曲等不良个体,优良基因资源逐渐减少,甚至形成生态小种地盘松、变型扭松等特殊类型。云南松种群退化的原因众说纷纭,尚无定论。揭示云南松群体遗传变异的特点及其形成原因,解析云南松与扭松、地盘松等特殊类型间的遗传关系,对于云南松种质资源收集和保存、种群重建以及进一步遗传改良策略的制定等具有重要意义。本论文采用形态性状和SSR分子标记分析手段,选取不同分布区域20个群体、不同海拔高度9个群体以及不同变异类型的云南松群体为研究对象,就云南松种群遗传多样性水平、群体间和群体内的遗传变异特点、遗传多样性分布格局等进行了研究,主要研究结果如下：(1)云南松针叶性状和球果性状在各群体间和群体内均存在极显著差异,遗传变异丰富；不同海拔梯度中以低海拔梯度的群体表型变异比较丰富,但无显著的海拔梯度变异规律；群体间针叶长/叶鞘长的变异系数最大,针叶束粗、针叶长的变异系数最小,说明这两个性状受环境影响小些；同一性状在群体间以分布区南端的群体变异系数最高。SSR分子标记分析表明,云南松群体的平均等位基因数3.7、有效等位基因数2.0、期望杂合度0.429、观察杂合度0.470、Shannon's信息指数为0.787,遗传多样性在松属中处于中等水平,以分布区南端群体较高；尽管各群体间在表型性状方面表现出极显著的差异,但SSR遗传多样性指标在群体间差异并不显著。(2)云南松不同群体间的表型分化较低,绝大多数变异存在于群体内,其中针叶性状的表型分化系数波动于31.07%-81.81%,平均为49.42%；而球果性状的表型分化系数变动于5.85%-33.51%,平均为17.41%；SSR分子标记分析表明20个群体的遗传分化系数为0.052,进一步说明云南松遗传变异主要存在于群体内,与表型性状多样性分析结果呈正相关,但不显著；遗传结构分析表明20个群体可能来源于3个原始的遗传群体,其中YJ和SJ群体明显地分离于其它群体,但群体间无明显的遗传结构；云南松以异交为主,近交系数0且接近于0；群体间基因流达到7.525,云南松生物学特性以及大面积的连续分布决定群体间的基因流比较强,从而消弱群体间的遗传分化。(3)云南松针叶性状及其SSR遗传多样性指标均与地理、气象和土壤因子间存在一定相关关系,表现为低纬度、低海拔、温暖、降水量多的环境下遗传多样性丰富；球果性状与地理、气候、土壤因子间的相关性较弱,不存在明显的地理变异趋势；不同海拔梯度群体间的表型性状和SSR遗传多样性指标与土壤因子、海拔差异间均未检测到显著相关；Mantel检测表明云南松群体表型变异和SSR分子标记存在一定的正相关关系；各群体的聚类与地理距离相关性不明显,群体遗传距离的地理变异方式较弱,遗传变异不存在明显的IBD,与环境因子间的关系也未达到显著水平,但IBE的作用明显高于IBD的作用,表明地理、气候和土壤因子对云南松群体间的分化有一定的影响。(4)SSR分子标记分析揭示云南松与地盘松、扭松和细叶云南松间并无明显遗传分化。采用SSR分子标记技术对云南松及思茅松、高山松、马尾松、细叶云南松、地盘松和扭松共7个种、变种(变型)的分析表明,思茅松群体遗传多样性较高,而细叶云南松较低。基于Nei's遗传距离利用非加权配对算术平均数法(UPGMA)聚类,云南松等7个种、变种(变型)可以分成3大类,其中马尾松和思茅松各自独立成为一类,余下的5个种、变种(变型)聚为一类,以云南松与扭松的遗传关系最近,其次是细叶云南松,无明显的遗传分化,即属于同一个物种,它们的表型变异可能由长期负向选择和环境恶化引起。(5)以云南松遗传多样性保护为核心,确定了云南松优先保护群体和保护策略。鉴于云南松生态环境差异引起群体遗传分化的作用大于地理距离引起的差异,应在不同地理区域选择一定数量的群体进行原地保护,其中应优先选择分布区南端遗传多样性高的群体。考虑云南松的遗传变异主要存在于群体内,应尽可能实现优势群体遗传资源的整体保护,或从群体中选优迁地保护；应充分考虑高纬度、高海拔等极端条件下群体的遗传资源保护,保留拓展云南松栽培范围以及适应性研究的有利材料。鉴于云南松群体间遗传分化较低,一些表型变异较大的群体与长期负向选择和环境恶化有关的认识,对于立地条件较好的林分,可通过选择伐除林分中低矮、弯曲、扭曲等不良个体,保留树干通直、生长优势突出的优株,依靠自然落种更新实现林分改良；对于立地条件较差的林分,可选用云南松良种苗木结合改土集水等栽培措施逐步更新改造,恢复云南松种群优势,优化生态功能,实现珍贵林地资源的高效利用。

【关键词】：
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S791.257
【目录】：

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