櫻亞屬植物分子親緣地理及中國(guó)櫻桃自然居群遺傳多樣性研究.pdf

1、櫻亞屬(Subgenus cerasus)植物隸屬薔薇科(Rosaceae)李屬(Prunus)，目前全世界櫻亞屬植物有數(shù)百種，分布于北半球溫和地帶，亞洲、歐洲至北美洲均有記錄，主要種類分布在我國(guó)西部和西南部以及日本和朝鮮，我國(guó)現(xiàn)知櫻亞屬植物以西南各山區(qū)種類最為豐富，但近年來(lái)受自然災(zāi)害和人為破壞較為嚴(yán)重，為了更好的利用和保護(hù)這些資源，本文對(duì)我國(guó)櫻亞屬植物分子親緣地理以及中國(guó)櫻桃自然居群遺傳結(jié)構(gòu)及遺傳多樣性進(jìn)行了研究。 本文利用c

2、pSSR分子標(biāo)記對(duì)櫻亞屬植物分子親緣地理進(jìn)行研究，根據(jù)單倍型的地理分布格局，推測(cè)該亞屬植物的起源與演化以及可能的冰期避難所和冰期后的遷移路線。通過(guò)ISSR分子標(biāo)記研究了中國(guó)櫻桃的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性，并根據(jù)研究結(jié)果對(duì)中國(guó)櫻桃提出相應(yīng)的保護(hù)策略。主要結(jié)果如下： (1)櫻亞屬植物分子親緣地理研究。采用cpSSR分子標(biāo)記，對(duì)櫻亞屬47個(gè)居群，228個(gè)個(gè)體的分子親緣地理進(jìn)行了研究。13對(duì)cpSSR引物檢測(cè)到的等位基因數(shù)在2-5之間，共得

3、到30種單倍型。大多數(shù)單倍型僅被地理鄰近的居群共有，但單倍型5，8，18，22分布相對(duì)較廣。巢式支系法分析(nested clade analysis，NCA)結(jié)果顯示，30個(gè)單倍型組成五級(jí)支系，最后形成一個(gè)大的完整支系，并由此來(lái)推測(cè)單倍型地理分布格局的歷史成因。結(jié)果表明，支系2-1是由長(zhǎng)距離傳播形成的；支系3-4和4-1是由范圍擴(kuò)張引起的。根據(jù)cpDNA單倍型的地理分布，我們推測(cè)櫻亞屬的分布中心在第四紀(jì)冰川來(lái)臨之前已經(jīng)形成，并且還經(jīng)歷

4、了云貴高原—華中山地—華東江南丘陵的遷移。當(dāng)?shù)谒募颈趤?lái)臨時(shí)，云南，四川盆地，武陵山地區(qū)，秦巴山區(qū)和江淮地區(qū)曾是櫻亞屬植物的避難所。冰期結(jié)束后，櫻亞屬植物以冰期時(shí)的避難所為中心向四周擴(kuò)散，江淮地區(qū)的居群向北擴(kuò)散至山東省，四川的居群向東擴(kuò)散經(jīng)秦嶺、太行山到達(dá)華北和遼寧，形成現(xiàn)今櫻亞屬植物分布格局。 (2)中國(guó)櫻桃自然居群遺傳多樣性及其保護(hù)策略。采用ISSR分子標(biāo)記，對(duì)中國(guó)櫻桃(Prunus pseudocerasus)10個(gè)居群8

5、0個(gè)個(gè)體的遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：中國(guó)櫻桃不同居群的多態(tài)位點(diǎn)百分率PPB為1.13％～32.00％，物種水平的的多態(tài)位點(diǎn)百分率PPB為84.00％，與其他薔薇科植物相比，中國(guó)櫻桃具有高的遺傳多樣性。分析表明，中國(guó)櫻桃居群間存在明顯的遺傳差異，GST=0.7118； AMOVA分析結(jié)果顯示，64.53％的遺傳變異發(fā)生在居群之間，而居群內(nèi)部的遺傳變異僅為35.47％。中國(guó)櫻桃居群間的基因流Nm=0.2025，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般廣

6、布種植物的基因流(Nm=1.881)。Mantel檢測(cè)顯示居群間的遺傳距離與地理距離相關(guān)性顯著(r=0.5272，p＜0.005)。中國(guó)櫻桃分布范圍廣以及本身的生物學(xué)特性是其具有高遺傳多樣性的原因；居群間存在較大遺傳分化可能是由于中國(guó)櫻桃的繁育系統(tǒng)、有限的基因流、生境以及遺傳漂變等原因造成的。 針對(duì)目前的資源現(xiàn)狀和文中的研究結(jié)果，建議中國(guó)櫻桃自然資源的保護(hù)以就地保護(hù)為主，尤其是對(duì)那些有較高遺傳多樣性水平的居群，比如YJ，CK，Y