杜仲EST-SSR引物開發(fā)及遺傳多樣性研究.pdf

1、杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)是我國重要的經(jīng)濟(jì)和藥用樹種，單科單屬單種，廣泛分布在我國的27?。▍^(qū)），其適應(yīng)性強、病蟲害較少，但是杜仲的野生資源已瀕臨滅絕。相關(guān)研究表明杜仲的變異類型豐富，其形態(tài)、結(jié)構(gòu)甚至胚胎類型都出現(xiàn)了變異。因此急需從分子生物學(xué)的角度對該物種進(jìn)行遺傳學(xué)的研究。本研究利用杜仲不同時期葉子和果實的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)自主開發(fā)了杜仲SSR標(biāo)記，在此基礎(chǔ)上，以具有代表性的杜仲20居群共136份種質(zhì)資源為試驗材料，

2、對其遺傳多樣性、親緣關(guān)系、群體內(nèi)和群體間分化程度、群體遺傳結(jié)構(gòu)等開展了系統(tǒng)研究。研究結(jié)果為杜仲種質(zhì)資源的收集保存和進(jìn)一步開展遺傳育種研究提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.自主開發(fā)了杜仲SSR引物。從杜仲葉子和果實轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)49610條Unigene序列中，通過生物信息學(xué)方法，搜索2～6重復(fù)單元的SSR位點共1334條150種，說明轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中SSR位點出現(xiàn)的頻率較低，僅為2.9％;其中二、三核苷酸重復(fù)單元的種類為最多，

3、占所有SSR位點的92.72％;根據(jù)轉(zhuǎn)錄組Unigene序列，利用Primer5軟件共設(shè)計、合成114對引物，進(jìn)行PAGE電泳檢測，并篩選出了13對具有多態(tài)性高、穩(wěn)定性好的引物，其目的片段的長度都在120bp～250bp之間。
　　 2.檢測了杜仲SSR位點的遺傳多樣性。10個SSR位點共檢測出73個等位基因，等位基因數(shù)（na）在2～13之間，平均每個位點檢測出7.3個等位基因;有效等位基因數(shù)（ne）為20.18個，平均為2.0

4、18個;期望雜合度（He）和觀測雜合度（Ho）的范圍分別為0.839～0.056和0.586～0.057，平均值分別為0.362和0.290，Nei's平均值為0.361;根據(jù)PIC值的高低，將10對引物的有效性排序為:DZ64＞ EU12＞E.17＞ EU108＞ EU69＞ EU96＞ E.29＞ EU29＞ E.37＞ E.19; Hardy-weinberg檢測表明，E.17、EU29、E.37、DZ64、EU1085個位點都達(dá)

5、到極顯著水平，而位點EU12、E.19、E.29、EU69、EU96均未達(dá)到顯著水平，表明杜仲受到了遺傳漂變、突變、遷移和選擇等進(jìn)化因子的干擾。
　　 3.杜仲居群遺傳多樣性研究表明，在居群水平上，等位基因數(shù)(na）在1.7～3.2之間，平均每個居群為2.6個等位基因;有效等位基因數(shù)（ne）在1.426～2.299之間，平均有效等位基因數(shù)(ne）為1.780個;基因豐度(AR)的范圍是1.509～1.893，平均為1.731;觀

6、測雜合度（Ho）的范圍為0.167～0.450，平均為0.292，期望雜合度（He）的范圍為0.252～0.433，平均為0.342; Hardy-weinberg檢測表明，除湖南江埡、商丘、新疆三個居群外，其余17個居群都表現(xiàn)出不平衡狀態(tài)，說明杜仲受到了自然選擇、近交、人工選擇等諸多因素的影響;遺傳分化研究表明，97.40％的遺傳分化來自于居群內(nèi)，僅有2.60％遺傳變異來自于居群間。
　　 4.群體遺傳結(jié)構(gòu)分析顯示，我國杜仲資

7、源的基因交流程度高，純基因池較少，只有廣西、江蘇、浙江、洛陽、山西、神農(nóng)架居群的基因交流較少，在個體水平上有65個樣品的基因交流較少，基因池純度較高。南方和北方的杜仲資源主導(dǎo)基因池顏色不同，北方居群主導(dǎo)基因池的顏色為紅色（南方∶北方=1∶5）、綠色（南方∶北方=l∶2）、玫紅色（南方∶北方=1∶3），南方居群主導(dǎo)基因池的顏色為黃色（南方∶北方=2∶1），藍(lán)色、青色基因池在南北方居群中的分布比例大約都為1∶1。玫紅色的基因池主要分布在河南