内蒙古中部地区小叶锦鸡儿遗传多样性研究

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小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)是豆科锦鸡儿属的重要植物,是生长在半干旱、干旱、沙漠化地区重要物种之一。在我国北方地区具有丰富的野生资源,极具有开发利用潜力。本试验在全面调查我国野生小叶锦鸡儿分布的基础上,从内蒙古中部地区选取了7个小叶锦鸡儿居群,从每个居群筛选了30份样本作为试验材料,研究了野生小叶锦鸡儿种质资源的遗传基础及其差异,从居群形态学水平和DNA分子水平上揭示了其遗传多样性。从而为小叶锦鸡儿野生种质资源的有效保护、开发利用、核心种质的构建和优异新品种的筛选提供理论依据。主要研究结果如下:1.表型多样性的研究结果:小叶锦鸡儿11个表型性状无论在居群内还是居群间无不表现出显著(P<0.01)或极显著(P<0.001)差异,变异系数较大,变幅为3.34%~31.72%,平均变异系数为14.74%;11个表型性状的表型分化系数Vst为16.9%(按方差分量计算)(16.3%,按多样性指数计算),即居群内表型变异占了83.1%,表明居群内的表型变异是小叶锦鸡儿遗传变异的主要来源,居群内的多样性高于居群间的;从总体性状看来,内蒙古中部地区小叶锦鸡儿居群各分布区的表型多样性程度不同,依次为西乌旗居群(H′=1.8442)>正镶白旗居群(H′=1.8285)>四子王旗居群(H′=1.8019)>察哈尔右翼后旗居群(H′=1.7911)>镶黄旗居群(H′=1.7631)>化德居群(H′=1.7250)>多伦居群(H′=1.7236);对11个表型性状进行相关性分析,性状间都表现出了显著或极显著差异,与地理环境生态因子之间的偏相关分析表明,表型性状的差异与地理环境生态因子具有较高的相关性;主成分结果显示,千粒重、荚果长、荚果柄长、关节长这四个性状累积贡献率达到了94.32%,是造成小叶锦鸡儿表型变异的主要因素;经聚类分析,7个小叶锦鸡儿居群可以分为三大类,Mantel’s test发现表型欧式距离与地理距离相关性不是很高。2.ISSR分子标记研究结果:利用SDS方法提取了较高质量的小叶锦鸡儿种子DNA,并建立了小叶锦鸡儿良好的ISSR反应体系:反应总体积为25ul、其中含75ngDNA、0.6umol/L引物、0.4mmol/LdNTPs、2.5mmol/L Mg2+、1.5U Taq酶、10×PCRbuffer(10mmol/L Tris-HCl pH8.3,50mmol/L KCl,0.001%gelatin)和反应程序:预变性5min 94℃,然后45个cycles为94℃45s、53℃1min、72℃1.5min,最后72℃延伸10min,之后4℃保存。ISSR分析结果表明,18个引物对168份野生材料进行扩增,共获得269个位点,平均每个引物大约扩增出14.94个位点,扩增片段一般都在280bp~1500bp之间,多态性位点为177个,多态性达到66.27%。小叶锦鸡儿无论在种水平(H=0.2849,I=0.4208)还是居群水平(H=0.2280,I=0.3413)上都表现出较高的遗传多样性;基因分化系数(Gst)为19.98%,说明小叶锦鸡儿遗传多样性主要存在于居群内,占总遗传多样性的80.02%;居群间存在基因流Nm=2.0025;其分子多样性参数与地理环境生态因子相关性较低;聚类结果表明,7个小叶锦鸡儿居群可以分为三大类,经Mantel’s test发现遗传距离与地理位置距离相关性不是很高。3.对小叶锦鸡儿表型与分子水平上的数据进行耦合,发现二者能够很好的吻合,相关性很高,并且能够更好的阐明小叶锦鸡儿具有较高水平的遗传多样性。
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