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山東牛心柿群體遺傳多樣性和親緣關系的SSR分析

2013-08-15 03:26艾呈祥秦志華等
果樹學報 2013年4期
關鍵詞:遺傳多樣性聚類分析

艾呈祥 秦志華等

摘 要: 【目的】從分子水平了解山東牛心柿群體的遺傳結構和親緣關系?!痉椒ā坎捎肧SR分子標記技術對山東省內的8個牛心柿群體共207個個體進行檢測,應用POPGENE 1.31軟件進行遺傳參數分析,采用AREQUIN 2.0軟件對群體間和群體內的遺傳變異進行分子變異分析,利用TFPGA軟件對Neis無偏差預期雜合度和基因分化系數進行了統(tǒng)計計算。【結果】10對SSR引物共檢測到128個位點,其中105個位點為多態(tài)位點,占82%。Neis遺傳多樣性指數(He)在0.153 8~0.247 6,Shannon信息指數(H0)在0.221 7~0.372 1。群體間的遺傳變異占總遺傳變異的24.17% (P< 0.001),群體間的遺傳距離(D<0.231 7)、遺傳一致度(I >0.783 2)、基因分化系數(φST=0.222 6)和遺傳分化系數(FST= 0.175 9)均表明各群體間產生了一定程度的遺傳分化?!窘Y論】山東牛心柿群體遺傳背景豐富,群體間一定程度的遺傳分化可能是人為選擇壓力所引起。

關鍵詞: 牛心柿; SSR; 遺傳多樣性; 聚類分析

中圖分類號:S665.2 文獻標志碼:A 文章編號:1009-9980?穴2013?雪04-0558-05

柿(Diospyros kaki Thunb.)原產我國,已有2 000年以上的栽培歷史[1-2]。山東栽培柿屬果樹的記載最早見于《孟子》、《上林賦》和《禮記.內則》,到17世紀中后期,柿已成為山東果樹的主要樹種之一[3]。目前山東柿的栽培品種約60多個,澀柿品種主要包括牛心柿、滿堂紅、托柿、蓋柿(磨盤柿)、鏡面柿、水柿、小萼子和大萼子等,截止2007年底,山東柿子栽培面積約為3.33萬hm2。據不完全統(tǒng)計,山東牛心柿栽培面積5 300 hm2(占山東柿樹栽培面積的15.9%),共有柿樹400萬株,且300年左右的老牛心柿樹在各地并不罕見,主要分布在魯中南山區(qū),青州、臨朐、沂水、費縣、蒼山、棗莊、淄博和泰安等地[3-4]。

目前,柿樹生產上的優(yōu)良品種幾乎均來自偶發(fā)實生或芽變,種內變異極為豐富,芽變品種多,在長期引種和栽培過程中,山東牛心柿在不同地區(qū)表現出差異較大、多樣性豐富、芽變率高、個別性狀突出等特點[3],種群間的親緣關系不甚明了,影響柿優(yōu)良品種的推廣、育種親本的選配和栽培適地的選擇。

SSR分子標記因其多態(tài)性豐富、穩(wěn)定性好、操作方便等特點,已成為研究二倍體植物群體遺傳多樣性和遺傳結構最常用的方法之一。在異源多倍體山羊草屬[5]、三倍體桑樹[6]、多倍體蕓薹屬[7]和甜菜[8]等多倍體植物上亦有少量遺傳多樣性方面的報道。我們對山東省內300 a左右的老牛心柿,共8個六倍體群體207個個體進行SSR分析,以探明山東柿屬資源的起源,為收集優(yōu)良柿屬資源、豐富和改良現有栽培品種提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 居群選擇

1.2 DNA提取和SSR-PCR擴增

采用改良的CTAB法[9]提取柿葉片的基因組DNA,用0.8%的瓊脂糖凝膠電泳檢測其質量,并在紫外分光光度計下檢測其質量濃度,最后稀釋到20 mg·L-1,放入-20 ℃冰箱里儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 數據分析

2 結果與分析

2.1 群體間SSR的多態(tài)性

對51對SSR引物進行了篩選,其中10對引物(表2)能擴增出條帶清晰、重復性和穩(wěn)定性好且多態(tài)性條帶相對較多,10對引物共檢測到128個位點(每對引物產生8~17個位點),其中105個位點是具多態(tài)性的,每對引物擴增出的DNA片段大小主要集中在113~275 bp(圖1)。以上數據表明山東牛心柿群體在分子水平具有豐富的多態(tài)性。8個牛心柿群體中,泰安群體采樣數最少(17個),10對引物共檢測到8個位點,其中5個位點具有多態(tài)性;而青州群體采樣數最多(35個),10對引物共檢測到17個位點(15個位點具有多態(tài)性)。在8個群體中,其群體內和群體間個體差異較大,隨著樣本容量的增加,多態(tài)性位點數和多態(tài)性位點百分率隨之升高,其群體內和群體間遺傳多樣性越豐富。

2.2 物種和群體水平的遺傳多樣性

2.3 群體遺傳變異

2.4 聚類分析

3 討 論

山東牛心柿群體遺傳多樣性較高是因為山東柿樹栽培歷史悠久,牛心柿群體龐大,性狀紛雜多樣[3]。Hamrick等[16]曾報道植物在物種水平上的遺傳多樣性(He)為0.150,而本研究的8個自然群體除了沂水(0.149 2)和泰安(0.139 8)群體外,其他群體的遺傳多樣性均高于植物的自然水平。青州、臨朐和蒼山群體遺傳多樣性最高,淄博、費縣和棗莊群體的遺傳多樣性次之,而沂水和泰安群體遺傳多樣性最低。沂水和泰安群體反應了遺傳多樣性的3個指標(PPL, He, I)的值僅為青州、臨朐和蒼山群體的70%左右。根據我們的調查,青州、臨朐和蒼山群體的個體數量較多,沂水和泰安群體的個體數量最少。表明SSR分子標記檢測到的牛心柿群體遺傳多樣性水平與群體的大小相關,較大的群體趨向于具有更高的遺傳多樣性水平。在8個群體中,其群體內和群體間個體差異較大,隨著采樣數的增加,其群體內和群體間遺傳多樣性越豐富。

遺傳分化和基因流是反映遺傳結構的重要指標,一定大小的研究群體對有效群體的代表性直接影響到對群體遺傳結構評價的準確性[17]。Slatkin等[18]認為基因流Nm大于1會抵制遺傳漂變,防止群體的遺傳分化。由于牛心柿只著生雌花,群體間基因交流甚少,品種內變異常為偶發(fā)的突變,其群體內混雜有牛心柿外的栽培品種,從而導致8個牛心柿群體間存在一定的基因交流,本研究牛心柿群體間基因流Nm值為1.171 1,表明影響本研究8個群體遺傳結構的主導因素不是遺傳漂變,可能是人為選擇壓力所引起,說明人為的選擇作用對群體分化的影響很大。

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