長柄扁桃群體遺傳學特征及重要性狀評價.pdf

1、長柄扁桃（Prunus pedunculata Maxim）為我國特有的生態(tài)經(jīng)濟型樹種。長柄扁桃耐旱、耐貧瘠能力極強，具有良好的水土保持和防風固沙作用。長柄扁桃種仁粗脂肪含量達55％～60％，其中不飽和脂肪酸含量高達96％～98％，是極具開發(fā)前景的優(yōu)質(zhì)食用木本油料樹種。但是，近年來受環(huán)境和人為活動等影響，野生或半野生長柄扁桃資源受到嚴重破壞，野生資源瀕臨滅絕，已被列為國家一級保護植物目錄。目前，在對不同群體的長柄扁桃資源進行實地調(diào)查的基

2、礎上，從形態(tài)和分子水平上對長柄扁桃主要自然分布區(qū)內(nèi)蒙古和陜西的天然群體進行遺傳多樣性研究，為我國長柄扁桃種質(zhì)資源保護、評價與良種選育等提供重要的理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　1、SSR引物篩選。從311對薔薇科仁用核果類植物的SSR引物中，篩選出多態(tài)性高、重復性好、條帶清晰的11對引物。以PIC值為衡量標準，11對引物的有效性從高到低排序為:ES1、UD98-409、BPPCT023、pchgms36、pchgms40-1、p

3、chgms40-2、B12、M9a、Pchgms2、Pmcp02、EST-SSR41，其中前8對引物的PIC值均大于0.5，引物有效性比率達72.7％。
　　2、SSR位點遺傳多樣性。11對SSR引物共檢測到等位位點Na數(shù)157.0個，平均每對引物等位基因數(shù)14.2727個，其中pchgms36引物效果最好;平均擴增出有效等位基因(Ne)34.8個，變動范圍在1.8342～8.3115間，其中ES1引物的有效等位基因數(shù)最多;多樣性

4、指數(shù)(I)在1.0934～2.3022間，引物ES1最高;期望雜合度（He）波動范圍在0.2860～0.7039間，UD98-409位點最高;實際雜合度(Ho)可達4.1549，UD98-409最高，為0.6865;基因流范圍在0.3351～2.1429間，引物UD98-409最高;固定系數(shù)（Fis）-0.1842～0.7133之間，引物BPPCT023最高;Fst值在0.1045～0.4273之間，其中Pmcp02最高;Fit值在0.

5、0556～0.7738之間，其中引物BPPCT023最高，M9a引物最低。
　　3、長柄扁桃群體內(nèi)和群體間遺傳多樣性。當K=5時，長柄扁桃、榆葉梅和蒙古扁桃各自形成了本種特有的基因池類型。在長柄扁桃群體內(nèi)，位于內(nèi)蒙古包頭市圃陽縣下濕壕鄉(xiāng)前店、內(nèi)蒙古包頭市固陽縣金山鎮(zhèn)忽雞溝、內(nèi)蒙古呼和浩特市喇嘛洞3個群體內(nèi)的基因雜合度高，遺傳多樣性豐富，說明在選優(yōu)時獲得相對豐富的變異類型的幾率較大;在不同長柄扁桃群體間，來自蒙古呼和浩特市大青山小井

6、溝群體的基因雜合度最低，遺傳背景純凈，建議在種質(zhì)資源保護中采取就地設立自然保護區(qū)保護或重點分類遷地集中保護為主。
　　4、長柄扁桃群體遺傳結(jié)構(gòu)。10個長柄扁桃群體SSR遺傳多樣性分析表明，位于內(nèi)蒙古包頭市固陽縣下濕壕鄉(xiāng)前店Na、Ne、I、Ho、He、Fis、HWE分別為3.091、1.942、0.683、0.373、0.365、-0.0310和0.9178，表明了群體中個體間以近親繁殖為主，親緣關系近，遺傳多樣性水平最低;相反，內(nèi)

7、蒙古呼和浩特市喇嘛洞群體的Na、Ne、I、Ho、He、Fis、HWE分別為4.091、2.838、1.100、0.500、0.573、0.115、0.7615表現(xiàn)出低的近親繁殖幾率，個體間遺傳背景差異較大，個體間的遺傳多樣性水平最高，且這兩個群體的基因頻率和基因型頻率發(fā)生了顯著變化，偏離了哈溫遺傳平衡;其它8個群體的親緣關系位于這兩個群體之間。
　　5、長柄扁桃群體間的遺傳分化及基因交流。10個長柄扁桃天然群體的SSR位點變異93

8、.0％主要來自群體內(nèi)，7.0％來自群體間;遺傳分化系數(shù)在0.016～0.127范圍波動，處于較低遺傳分化水平。其中內(nèi)蒙古包頭市固陽縣碎石場與內(nèi)蒙古呼和浩特市喇嘛洞間分化系數(shù)最大，達0.127;其次為內(nèi)蒙古包頭市固陽縣碎石場與陜西榆陽群體的分化系數(shù)達0.113，表明群體的遺傳分化水平較高。10個長柄扁桃天然群體的基因流在1.719～15.174之間波動，表明不同群體間存在較為頻繁的基因遷移現(xiàn)象，從而消弱了種群間的遺傳差異。其中陜西省榆林市

9、神木縣與內(nèi)蒙古包頭市石拐區(qū)小壩之間最高，達15.174;其次為內(nèi)蒙古包頭市固陽縣砂灣子與小壩群體的基因流達12.31;內(nèi)蒙古呼和浩特市大青山小井溝與陜西榆林市榆陽區(qū)小紀汗之間基因流達10.993排在第三位，不同群體間的基因流均大于1.0，表明不同長柄扁桃群體間存在較為頻繁的基因交流現(xiàn)象。
　　6、長柄扁桃群體親緣關系及進化。聚類分析結(jié)果顯示，10個長柄扁桃群體可分為5組，其中第一組和二組均包含1個長柄扁桃群體，遺傳距離分別為0.2

10、5和0.35;第三組和第四組均包含3個長柄扁桃群體，遺傳距離在0.73～0.82之間;第五組包含2個長柄扁桃群體，遺傳距離0.82。表明內(nèi)蒙古呼和浩特市喇嘛洞、內(nèi)蒙古包頭市固陽縣碎石場長柄扁桃群體間親緣關系較近，但與其他群體的親緣關系較遠。
　　7、長柄扁桃、蒙古扁桃和榆葉梅群體間的親緣關系。聚類分析表明，長柄扁桃、榆葉梅和蒙古扁桃各自的群體聚在一起，表明三個種之間的親緣關系較遠。但從遺傳距離來看，長柄扁桃和榆葉梅的距離較近，當遺

11、傳距離在0.2時兩個種可聚在一起，表明種間長柄扁桃與榆葉梅的親緣關系較近，但與蒙古扁桃的遺傳距離均較遠。結(jié)合遺傳結(jié)構(gòu)分析中發(fā)現(xiàn)榆葉梅混雜了部分長柄扁桃特有基因池類型，我們推測榆葉梅可能為雜種，其基因類型可能來自長柄扁桃。
　　8、長柄扁桃天然群體的葉片表型性狀變異類型較豐富。327份種質(zhì)的分析結(jié)果顯示，其葉片形狀可分為3個類型，其中橢圓形葉片最為常見，占65.0％;葉基可分為3類，以楔形最為普遍，占45.0％;葉齒可分為5類，其中

12、粗鋸齒所占比例最高，占35.2％;葉尖以漸尖類型為主;葉長在0.94～4.52cm，可分為9個類型，最常見類型為短(1.49～1.84cm)、較短(1.85～2.14 cm)、中(2.15～2.54 cm)和較長(2.55～2.79 cm)，占86.2％;葉寬變異在0.39～2.55cm，可分為8類，常見類型為窄(0.75～0.88cm)、較窄(0.89～1.00cm)、中(1.01～1.34cm)和較寬(1.25～1.44cm)，占6

13、9.2％;葉長寬比在0.84cm～5.93cm之間，分為6個類型，最常見類型為寬圓(1.50～2.14cm)，占43.1％;葉柄長在0.29～1.53cm之間，分為6類，最常見的類型為極短(0.29～0.49 cm)、很短(0.50～0.69 cm)和短(0.70～0.84 cm)，占91.1％。
　　9、長柄扁桃天然群體的花器官表型變異類型較豐富。327份種質(zhì)的分析結(jié)果顯示，花瓣寬的變異最大，其變異系數(shù)為0.25;按照花直徑大小

14、可分為6個類型，以中(11.95～13.59mm)為主，占總數(shù)的34％;花冠徑分為6個類型，以較寬(22.66～25.99mm)為主，占36％、花瓣長可分5個類型以較長(10.44～12.06mm)類為主，占37％、花瓣寬分5個類型以中(7.29～8.85mm)為主，占總數(shù)的30％、雄蕊個數(shù)分5個類型以較少（20～24個）為主，占總數(shù)的48％、雄蕊長度分6個類型以較長(9.25～10.88mm)為主，占總數(shù)的26％、雌蕊長度分6個類型以

15、中(8.55～9.63mm)為主，占總數(shù)的21％。
　　10、長柄扁桃天然群體果實表型性狀變異較豐富。327份種質(zhì)的分析結(jié)果顯示，單果重變異最大，變異系數(shù)達0.27，單果重在0.29～1.99 g范圍，分為7個類型，以中果型(0.83～1.23g)為主，占總數(shù)比例的61.0％;果長在9.85～17.78mm范圍，可分為7類型，以較短果型(11.58～13.09mm)和中果型(13.11～14.64mm)為主，占總數(shù)的77％;果寬在

16、8.91～16.05mm范圍，分為6個類型，以較窄果型(10.75～2.99mm)和中果型(13.07～3.56mm)為主，占總數(shù)的57％;果長寬比在0.84～1.66范圍，分為4個類型，以中果型(0.93～1.25mm)為主，占總數(shù)的83％;果徑在8.77～16.16mm范圍，可分5個類型，以中果徑型(10.25～12.33mm)為主，占總數(shù)的74％。
　　綜上所述，位于內(nèi)蒙古呼和浩特市大青山小井溝長柄扁桃、河北張家口和內(nèi)蒙古和

17、林格爾縣盛樂博物館榆葉梅、位于內(nèi)蒙古包頭市青山區(qū)興勝鎮(zhèn)二老虎溝和內(nèi)蒙古包頭市烏拉山哈德門溝的蒙古扁桃三個種各自形成了高度獨立而純粹的基因池，建議采用原地保護或建立自然保護區(qū)的方式加強對天然群體的保護力度。長柄扁桃群體SSR位點的分子變異主要來自群體內(nèi)，而群體間變異很少，其中位于內(nèi)蒙古包頭市固陽縣下濕壕鄉(xiāng)前店、內(nèi)蒙古包頭市固陽縣金山鎮(zhèn)忽雞溝、內(nèi)蒙古呼和浩特市喇嘛洞三個長柄扁桃群體的遺傳多樣性水平最高，可作為優(yōu)株篩選、育種親本選擇或核心育種