基于SSRs的青海云杉无性系遗传多样性的遗传关系的研究

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青海云杉(Picea crassifolia Kom.)是松科(Pinaceae)云杉属(Picea)的木本植物,常绿乔木,是青藏高原东北边缘特有的森林树种,也是西北地区重要的造林和城市绿化树种,在祁连山乃至西北地区生态建设中发挥着不可替代的作用。目前国内对青海云杉的种子萌发特性、表型变异、同工酶遗传变异等研究已有文献报道,但是基于SSR标记的青海云杉的研究和应用还鲜有报道。本研究主要包含两部分的内容:(1)青海云杉SSR-PCR反应体系的建立和优化,以及引物的筛选;(2)基于SSRs的青海云杉无性系的遗传多样性和亲缘关系研究。  采用正交试验设计和单因素分析方法,建立并优化了青海云杉的SSR-PCR反应体系。结果显示,青海云杉 SSR-PCR最适反应体系为总体积为20.0μL,包括模板DNA(5-10 ng·μL-1)1.0μL、dNTP(10 mmol·L-1)0.45μL、正反向引物(10μmol·L-1)0.25μL、Mg2+(25 mmol·L-1)2.0μL、Taq DNA聚合酶(5 U·μL-1)0.8μL、10×PCR缓冲液2.0μL、HPLC超纯水13.25μL。PCR扩增程序为:94℃预变性3 min;44个循环:94℃变性30 s;55-55.8℃退火30 s,72℃延伸1min;最后72℃延伸3 min,4℃保存。利用上述已建立并优化的 SSR-PCR反应体系,从60对已开发的挪威云杉(Picea abies Karst.)的SSR引物中筛选出来10对适用于青海云杉的有效引物,这些引物谱带清晰、多态性高、重复性好。同时,实验还表明了 SSR标记在云杉属较好的种间通用性。  基于SSR标记技术,对甘肃省张掖龙渠青海云杉无性系种子园的109个青海云杉无性系进行了遗传多样性和亲缘关系分析。共发现230个SSR多态性位点,多态性位点百分率PPLS=100.00%,有效等位基因数ne=14.76,Nei,s基因多样性指数(期望杂合度) He=0.92,Shannon多态性信息指数I=2.77。 UPGMA聚类分析可将这些无性系明显地区分开来,揭示了无性系之间的遗传关系。研究结果将为青海云杉无性系种子园的遗传资源保护、种子园中无性系的合理配置和提高种子的遗传品质、新品种培育中的亲本选配、以及为高世代种子园的建立提供可靠的理论依据和实践指导。此外,研究结果对于西北地区水土保持和培植特色产业树种,也具有重要的生态、经济和社会效益。
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