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榿木屬植物遺傳變異研究進(jìn)展

2019-02-13 01:53王澤亮李佳蔓楊漢波刑文曦郭洪英
四川林業(yè)科技 2019年1期
關(guān)鍵詞:遺傳變異遺傳群體

王澤亮,李佳蔓,黃 振,楊漢波,陳 炙,刑文曦,郭洪英

(四川省林業(yè)科學(xué)研究院,四川 成都 610081)

榿木屬(AlnusMill.)為非豆科固氮樹(shù)種,根系富含根瘤,能改良土壤,是重要的先鋒造林與生態(tài)功能樹(shù)種。榿木屬是現(xiàn)存樺木科植物中最原始的屬,也是北半球新生代植物區(qū)系的重要植物類群,主要分布在歐亞和北美,少見(jiàn)于拉丁美洲與非洲,中國(guó)有11種[1~2]。四川省及鄰近地區(qū)是榿木的一個(gè)重要分布區(qū),原生分布有四川榿木、川滇榿木、毛榿木、蒙自榿木,被認(rèn)為可能是榿木屬植物起源與分化的中心[1],此外,臺(tái)灣榿木在本地區(qū)有一定范圍的引種推廣。在這一地區(qū),四川榿木(AlnuscremastogyneBurk.)是我國(guó)最重要的一個(gè)特有種,也是目前國(guó)內(nèi)研究最廣泛的一個(gè)種,其適應(yīng)性強(qiáng)、童期短且結(jié)實(shí)量大、生長(zhǎng)迅速,目前適生栽培區(qū)域已擴(kuò)大至長(zhǎng)江中下游地區(qū),是我國(guó)長(zhǎng)江流域退耕還林工程、生態(tài)建設(shè)工程和混交造林的重要樹(shù)種。

目前,國(guó)內(nèi)榿木屬遺傳改良研究主要集中于常規(guī)育種方面,對(duì)其群體遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)研究較少,影響了其保護(hù)與進(jìn)一步的推廣利用。本文系統(tǒng)介紹了國(guó)內(nèi)外榿木屬植物在系統(tǒng)發(fā)育、染色體、同工酶與DNA分子標(biāo)記水平上,特別是基于SSR分子標(biāo)記水平的遺傳變異研究現(xiàn)狀,以期為榿木屬特別是國(guó)內(nèi)區(qū)域榿木遺傳改良提供參考。

1 榿木屬植物系統(tǒng)發(fā)育研究

從形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)、植物地理學(xué)等方面的證據(jù)來(lái)看,榿木屬植物是樺木科中最為原始的類群[3]。在榿木屬內(nèi)的分類上,基于表型性狀、古生物學(xué)數(shù)據(jù)等資料,匡可任等將我國(guó)現(xiàn)有種分為榿木組和單序組兩大類[2]。Furlow則把榿木屬植物分為樺榿組、蒙自榿木組和榿木組3個(gè)分支類群[4]。而陳之端根據(jù)榿木的生態(tài)表型性狀將其分為四組即樺榿組、蒙自榿木組、榿木組和單序組,并認(rèn)為蒙自榿木組是最原始的,榿木組是現(xiàn)存的最繁盛的組,單序組是在多變氣候下獨(dú)立發(fā)展成的一個(gè)分支、僅在西南地區(qū)保存下來(lái)的一個(gè)殘遺類群,樺榿組是榿木屬中最進(jìn)化的[1]。

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,DNA序列信息也逐漸用于榿木屬內(nèi)的分類上,如Savard等利用rbcL、18s rRNA以及核糖體DNA ITS(Internal transcribed spacer,內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū))序列,研究了榿木屬與樺木屬屬內(nèi)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,分析顯示榿木屬與樺木屬都是單系(支)分布,而且同化石數(shù)據(jù)一致,榿木屬與樺木屬都顯示了較近的分化歷史[5]。2004年,Chen與Li測(cè)序分析了32份榿木材料的ITS序列,認(rèn)為其可分為3個(gè)亞屬(Alnobetula,Clethropsis與Alnus)[6]。在最新的研究中,Gryta等通過(guò)Genome skimming策略裝配質(zhì)體基因組與核糖體DNA簇方法研究了榿木屬植物系統(tǒng)發(fā)育,結(jié)果同Chen與Li類似也分為3個(gè)亞屬,而且Alnobetula亞屬最早分化形成單支,但是Clethropsis亞屬并沒(méi)有形成一個(gè)單支,而是整體位于Alnus亞屬內(nèi)[7]。因此,榿木屬亞屬或組的分類,除了利用多種分子生物學(xué)數(shù)據(jù),還需要充分利用其生態(tài)表型性狀數(shù)據(jù)。

榿木屬除了分類,其起源與進(jìn)化歷史也一直是相關(guān)研究的熱點(diǎn)。Murai曾提出榿木屬植物起源于日本[8],任保清與劉軍等根據(jù)核型數(shù)據(jù)與細(xì)胞學(xué)資料也認(rèn)為榿木屬植物起源于東亞日本[9~10]。而Furlow認(rèn)為榿木屬植物起源于亞洲的溫帶地區(qū)[4],陳之端根據(jù)生態(tài)表型性狀與現(xiàn)代地理分布的分析,認(rèn)為榿木屬植物可能起源于東亞具有周期性干旱的亞熱帶地區(qū),以四川為中心的中國(guó)中部地區(qū)是其起源和早期分化的中心,起源之后向東、向西散布,并分別通過(guò)白令陸橋和大西洋北極陸橋到達(dá)北美[1]。目前,關(guān)于榿木屬起源中心與進(jìn)化歷史尚未有明確的研究結(jié)論,具體起源于哪個(gè)地區(qū)需要根據(jù)分子生物學(xué)數(shù)據(jù)與進(jìn)一步發(fā)掘的化石數(shù)據(jù)來(lái)確認(rèn)。

2 榿木屬遺傳變異研究

榿木屬植物群體遺傳變異研究主要在染色體、同工酶與RFLP、RAPD、AFLP、SSR分子水平開(kāi)展得較多,這些研究為榿木資源的保護(hù)與育種利用提供了參考。

2.1 染色體

在染色體水平上,任保青與劉軍首次對(duì)榿木屬自然分布于中國(guó)西南地區(qū)的川滇榿木、四川榿木、蒙自榿木、毛榿木進(jìn)行了細(xì)胞學(xué)研究,結(jié)果顯示染色體數(shù)目均為2n=56,其中川滇榿木的核型屬于2A型,其余均為2B型[10]。隨后,饒龍兵等與楊漢波等分別研究明確了灰榿木(A.incana)、歐洲榿木(A.glutinosa)、意大利榿木(A.cordata)、綠榿木(A.viridis)等12個(gè)榿木種的染色體數(shù)與核型結(jié)構(gòu)[11~12]。

此外,洪德元認(rèn)為榿木屬的染色體基數(shù)為x=14[13],而在Murai報(bào)道中x=7,且唯一的二倍體是日本南部的A.inokumae[8]。但在Mandák等[14]與Lepais等的研究中認(rèn)為歐洲榿木在北非與歐洲存在四倍體群體,其研究中染色體基數(shù)使用x=14。染色體計(jì)數(shù)基數(shù)會(huì)影響分子數(shù)據(jù)分析結(jié)果,特別是對(duì)于通過(guò)共顯性標(biāo)記獲得的數(shù)據(jù),因此榿木屬染色體計(jì)數(shù)基數(shù)究竟是x=14還是x=7,以及歐洲榿木、川滇榿木、四川榿木、蒙自榿木、毛榿木等(染色體數(shù)目為56)是否是二倍化的四倍體還有需要進(jìn)一步研究確認(rèn)。

2.2 同工酶

同工酶研究在二十世紀(jì)八九十年代開(kāi)展得較多,最早是Bousquet等于1987年在A.crispa上開(kāi)展的,該研究采集了22個(gè)群體,篩選了包括16個(gè)位點(diǎn)的11個(gè)同工酶,分析結(jié)果顯示群體平均期望雜合度為0.14,所有群體基本符合哈代-溫伯格平衡狀態(tài),異交率為0.9[15]。隨著采樣群體區(qū)域的擴(kuò)大,A.crispa群體仍表現(xiàn)出較低的自交率以及特異亞群體結(jié)構(gòu)的缺失,群體間與群體內(nèi)存在高度的基因交流[16]。在隨后對(duì)A.rugosa的研究中,也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果,并發(fā)現(xiàn)其與A.crispa的遺傳距離為0.4,占據(jù)不同的生態(tài)位[17]。同工酶技術(shù)也被應(yīng)用于對(duì)朝鮮半島榿木資源、包括A.hirsuta與A.japonica的研究,結(jié)果顯示前者群體間有廣泛的基因交流,導(dǎo)致群體分化很小,而后者群體內(nèi)平均遺傳多樣性系數(shù)為0.207,高于作為對(duì)照的A.rugosa與A.crispa,同時(shí)Gst=0.095,作者認(rèn)為群體間有基于種子或花粉的廣泛的基因交流,導(dǎo)致群體分化很小[18~19]。

A.maritima為美國(guó)瀕危樹(shù)種,目前僅存在3個(gè)不連續(xù)分布的群體,同工酶分析結(jié)果也被用于為其瀕危保護(hù)提供遺傳背景。如Gibson等利用同工酶技術(shù)研究了其群體遺傳多樣性與群體結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示與廣布種A.serrulata相比,A.maritima的遺傳多樣性低,而近交系數(shù)、遺傳變異分化均高于廣布種,分析顯示A.maritima高度片段化的分布是由于其自然棲息地的減少,認(rèn)為對(duì)其區(qū)域保護(hù)來(lái)說(shuō),可以使用當(dāng)?shù)厝后w作為種子庫(kù)[20]。

2.3 RFLP、RAPD與AFLP

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,DNA分子標(biāo)記技術(shù)也逐漸用于榿木資源的研究。利用PCR-RFLP技術(shù),基于對(duì)cpDNA的分析,King與Ferris研究了歐洲榿木在冰河期后發(fā)展歷史,發(fā)現(xiàn)13個(gè)高度結(jié)構(gòu)化的cpDNA單倍體型,顯示喀爾巴阡山脈可能是歐洲榿木的一個(gè)避難地,冰河期后逐漸向北歐與中歐發(fā)展[21]。結(jié)合cpDNA PCR-RFLP與基因組ISSR技術(shù),King與Ferris進(jìn)一步研究了在意大利分布區(qū)重疊的意大利榿木與歐洲榿木遺傳特征,分析結(jié)果顯示兩種榿木有明顯的地理結(jié)構(gòu)特征[22]。Hantemirova等利用cpDNA的trnH-psbA、trnS-trnG、psaA-trnS區(qū)域序列對(duì)俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)A.alnobetula地理分布進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)存在高度的群體分化,認(rèn)為其在進(jìn)化歷史上片段化分布于冰期避難地[23]。

Huh與Huh利用AFLP技術(shù)研究了A.firma的遺傳變異,結(jié)果發(fā)現(xiàn)58.1%的AFLP標(biāo)記具有多態(tài)性,與A.firma風(fēng)媒、遠(yuǎn)交、伐樁再生特性相一致,98%的遺傳變異存在于群體內(nèi)[24]。國(guó)內(nèi)也逐漸有榿木DNA分子標(biāo)記研究的報(bào)道,如李潔等對(duì)云南省來(lái)鳳山、高黎貢山、雞足山、蒼山和無(wú)量山的蒙自榿木(A.nepalensis)資源進(jìn)行了RAPD分析,結(jié)果表明:蒙自榿木遺傳多樣性豐富,其中雞足山居群多樣性指數(shù)最高,作者認(rèn)為蒙自榿木的分布及遺傳結(jié)構(gòu)與環(huán)境區(qū)域有密切的關(guān)系,區(qū)域特點(diǎn)是該種遺傳多樣性水平的重要因子之一[25]。饒龍兵等構(gòu)建了榿木屬植物的AFLP體系,并通過(guò)分析榿木屬不同倍性的116份材料,認(rèn)為種群間及種群內(nèi)部均具有較豐富的遺傳多樣性,且種群間的遺傳差異大于種群內(nèi)部的遺傳差異[26]。隨后,利用AFLP分子標(biāo)記結(jié)合形態(tài)學(xué)指標(biāo),采用UPGMA法進(jìn)行聚類分析,對(duì)榿木屬17個(gè)種57份材料進(jìn)行了親緣關(guān)系研究及模糊種鑒定,結(jié)果顯示形態(tài)學(xué)聚類與AFLP聚類結(jié)果基本一致,但存在一定的差異[27],說(shuō)明榿木屬植物遺傳背景豐富,種的分類應(yīng)該綜合考慮確認(rèn)。

2.4 SSR分子標(biāo)記

SSR分子標(biāo)記具有分布廣泛、多態(tài)性豐富、穩(wěn)定、共顯性等特點(diǎn),自從被開(kāi)發(fā)以來(lái),獲得了廣泛的應(yīng)用。在榿木屬植物SSR研究方面,最早的報(bào)道見(jiàn)于2008年Zhuk的研究,其發(fā)現(xiàn)15個(gè)樺木SSR引物中的8個(gè)能從歐洲榿木與灰榿木中擴(kuò)增到產(chǎn)物[28]。隨后,Lance等通過(guò)A.maritima富集文庫(kù),篩選了19條榿木SSR引物,并可應(yīng)用于A.maritima與A.serrulata相關(guān)研究[29]。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn)樺木科植物不同屬的部分SSR引物也可以用于其他屬的SSR分析[30],該特性也被Mingeot等的研究證實(shí),后者從歐榛SSR引物成功篩選到9條引物,可用于歐洲榿木的遺傳多樣性分析[31]。使用Lance開(kāi)發(fā)的引物,Jones等人系統(tǒng)研究了A.maritima的遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)、交配系統(tǒng),為其保護(hù)生物學(xué)提供了理論基礎(chǔ)[32~33]。Schrader與Graves利用ISSR技術(shù),結(jié)合表型數(shù)據(jù),研究了A.maritime3個(gè)群體的系統(tǒng)遺傳特性,認(rèn)為已分化為3個(gè)亞種,而且Oklahoma群體分化最早,進(jìn)一步分析認(rèn)為其可能起源于亞洲,通過(guò)白令路橋遷移到北美地區(qū),并曾廣泛分布[34]。2011年,Lepais通過(guò)鳥槍測(cè)序方法對(duì)富集SSR序列文庫(kù)進(jìn)行測(cè)序,獲得392個(gè)SSR位點(diǎn),該研究根據(jù)48個(gè)2堿基重復(fù)SSR序列設(shè)計(jì)引物,篩選確認(rèn)了12條歐洲榿木SSR引物,其中有10、8條分別在灰榿木與意大利榿木中能夠得到應(yīng)用[35]。隨后,這12條引物被用于研究北非地區(qū)歐洲榿木后緣群體的種群動(dòng)態(tài)與進(jìn)化歷史,結(jié)果發(fā)現(xiàn)摩洛哥群體為稀有四倍體群體,比其他的北非群體更古老,在地中海地區(qū)仍在進(jìn)行的氣候變化中更具有進(jìn)化與生態(tài)價(jià)值[36]。這些SSR引物的開(kāi)發(fā),豐富了榿木屬植物遺傳多樣性分析工具。

近年來(lái),SSR技術(shù)也逐漸應(yīng)用在研究不同榿木演化進(jìn)程等方面。例如,在歐洲榿木冰期后的(重)建群擴(kuò)展歷史,SSR分析結(jié)果顯示在整個(gè)歐洲地域水平上存在3個(gè)主要的擴(kuò)展方向,與通常認(rèn)為喀爾巴阡山脈是冰期避難所不同。同時(shí)分析認(rèn)為重建世系群體相遇多次、且在中歐與斯堪的納維亞半島地區(qū)形成了高遺傳多樣性的次生接觸群體,而在南歐避難地,歐洲榿木有限的遺傳混合使其在氣候變化中更易遭受滅絕的危險(xiǎn)[37]。在比利時(shí)、盧森堡、法國(guó)交界地區(qū)歐洲榿木保護(hù)生物學(xué)研究中,Mingeot等通過(guò)過(guò)SSR與cpDNA方法研究了自然群體與種質(zhì)資源庫(kù)的遺傳結(jié)構(gòu),結(jié)果發(fā)現(xiàn)自然群體無(wú)顯著分化,自然群體與種質(zhì)資源庫(kù)也無(wú)顯著分化,說(shuō)明種質(zhì)資源庫(kù)代表了自然群體的遺傳多樣性,可用于種質(zhì)資源的保護(hù)與后續(xù)利用[38]。歐洲榿木在非洲存在四倍體群體[36],在包括歐洲、北非與西亞的大規(guī)模歐洲榿木群體起源與地理分化研究中(包括209個(gè)群體、2200個(gè)個(gè)體),Mandák等結(jié)合SSR分型、流式細(xì)胞技術(shù)、氣候模型分析,首次發(fā)現(xiàn)了歐洲存在兩個(gè)地理分隔鮮明的四倍體類群(Iberian Peninsula與Dinaric Alps地區(qū)),基于SSR分析,作者認(rèn)為這兩個(gè)類群為同源多倍化起源、且灰榿木并未參與其進(jìn)化歷史,同時(shí)分析認(rèn)為這兩個(gè)四倍體類群并未參與冰期后該物種中歐與北歐群體的物種建群(重建)[14]。而Vít等通過(guò)進(jìn)一步分析鑒定,認(rèn)為這兩個(gè)四倍體群體是與歐洲榿木密切相關(guān)的新的四倍體物種,并將其分別命名為A.lusitanica、A.rohlenae[39]。在歐洲極地樹(shù)種灰榿木冰期后生物地理擴(kuò)展模式研究中,Mandák等利用SSR與cpDNA方法重建了其系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)程,分析認(rèn)為該樹(shù)種并不遵從模式樹(shù)種挪威云杉的建群歷史,而且Fennoscandian群體是來(lái)源于中歐而不是東歐[40]。結(jié)合古植物學(xué)數(shù)據(jù)(化石),Dering等研究了灰榿木群體的系統(tǒng)地理結(jié)構(gòu),認(rèn)為這一樹(shù)種于末次冰期在歐洲北方避難地幸存,在整個(gè)歐洲范圍可能存在多個(gè)避難地,如西阿爾卑斯山地區(qū)、喀爾巴阡山脈西部和東部地區(qū),克隆繁殖能力促進(jìn)了這一樹(shù)種在末次冰期的存活,但是也導(dǎo)致了群體遺傳多樣性的降低[41]。

目前,同工酶、RFLP、RAPD、AFLP與SSR等標(biāo)記已逐漸應(yīng)用于榿木屬植物群體遺傳變異研究,特別是RFLP、RAPD、AFLP與SSR分子標(biāo)記,由于其利用的是植物DNA,較少受樣本材料限制,因此應(yīng)用的更為廣泛。通過(guò)這些研究,榿木屬植物群體遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)程、親緣關(guān)系等已闡釋得越來(lái)越清晰,有力地促進(jìn)了榿木屬植物的保護(hù)與改良利用。但是,榿木屬植物屬于固氮樹(shù)種,也是一個(gè)重要的生態(tài)樹(shù)種,在對(duì)其機(jī)理、效應(yīng)等方面研究較少,限制了其實(shí)際的推廣。而且目前相關(guān)研究主要集中于歐洲榿木(A.glutinosa)與海岸榿木(A.maritima),對(duì)其他榿木研究相對(duì)較少。

在國(guó)內(nèi),目前榿木屬遺傳改良研究主要集中于其引種、選育、繁育、栽培、生理特性研究等常規(guī)育種方面,盡管大部分研究尚處于種源/家系水平上,但是一定程度上促進(jìn)了其遺傳改良進(jìn)程。如吳際友等論述了榿木優(yōu)樹(shù)選擇應(yīng)遵循的基本原則,針對(duì)榿木短周期工業(yè)用材林(紙漿材)這一選擇目標(biāo),提出了選擇方法與選擇標(biāo)準(zhǔn)[42]。楊春惠等通過(guò)對(duì)6 a生種源對(duì)比試驗(yàn)林的觀測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)榿木各種源、家系高生長(zhǎng)迅速,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于江南榿木,并選出5個(gè)適宜在湖北省推廣發(fā)展的榿木種源[43]。龔細(xì)娟等在洞庭湖區(qū)對(duì)25個(gè)榿木家系進(jìn)行造林對(duì)比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)家系胸徑、樹(shù)高、單株材積生長(zhǎng)量具有明顯優(yōu)勢(shì),可作為紙漿材在湖區(qū)推廣[44]。在形態(tài)水平上,朱俊義與陸靜梅掃描電鏡下首次觀察了東北榿木(A.mandshurica)和遼東榿木(A.sibirica)花序和花的形態(tài)發(fā)生過(guò)程,為種的鑒定提供了微形態(tài)學(xué)依據(jù)[45]。陳益泰等引進(jìn)國(guó)外榿木屬植物11種54個(gè)種源,在浙江富陽(yáng)進(jìn)行了育苗和早期適應(yīng)性觀測(cè),結(jié)果顯示歐洲榿木表現(xiàn)最佳,在夏季高溫干旱下未見(jiàn)受害[46]。上述各研究促進(jìn)了國(guó)內(nèi)榿木屬植物遺傳改良研究,也表明榿木大多數(shù)性狀在種源/家系間具有顯著差異,因而通過(guò)種源/家系的選擇,可以獲得一定的遺傳增益。

群體遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu),是物種長(zhǎng)期進(jìn)化的產(chǎn)物,是其生存適應(yīng)、發(fā)展進(jìn)化的前提,不僅是保護(hù)生物學(xué)研究的核心之一,也是進(jìn)行種質(zhì)資源遺傳改良、培育和利用的基礎(chǔ)。在榿木屬群體遺傳變異研究方面,主要通過(guò)表型鑒定方法進(jìn)行,如陳益泰等通過(guò)群體生長(zhǎng)與表型性狀研究,認(rèn)為四川榿木種內(nèi)存在著極其豐富的產(chǎn)地變異和(或)個(gè)體變異,并基于果實(shí)與木材等8個(gè)性狀的聚類分析,將種源初步劃分為川西南區(qū)、川中-西北區(qū)、川北區(qū)和鄂西-渝東區(qū)4個(gè)產(chǎn)區(qū),其中川西南產(chǎn)區(qū)林木生長(zhǎng)和木材品質(zhì)最佳[47]。王軍輝從果實(shí)性狀、材性性狀等方面系統(tǒng)研究了不同四川榿木種源的地理變異,通過(guò)引入生態(tài)梯度值(EGA),把榿木劃分為盆西北周沿區(qū)、盆中區(qū)和盆南周沿區(qū)3個(gè)種源區(qū),并認(rèn)為盆中區(qū)為優(yōu)質(zhì)種源區(qū)且可能是樹(shù)種起源的中心地區(qū)[48]。上述研究所得出的(優(yōu)質(zhì))種源區(qū)劃有差異[47~48],可能是因?yàn)榛诓煌谋硇托誀?,或者是取樣范圍有差異或樣本?shù)太少。

而采用分子標(biāo)記手段的報(bào)道較少,除了上述李潔等對(duì)云南蒙自榿木資源進(jìn)行的RAPD分析,以及饒龍兵等構(gòu)建的榿木屬植物AFLP體系外,僅有卓仁英等建立了RAPD體系,對(duì)12個(gè)四川榿木種源的群體遺傳變異進(jìn)行研究,從產(chǎn)區(qū)劃分上支持了上述陳益泰等的研究結(jié)果[49]。在SSR分子標(biāo)記方面,也僅有饒龍兵等基于四川榿木、歐洲榿木、硬榿木轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)了適用于榿木屬樹(shù)種的SSR標(biāo)記,目前僅在該文中應(yīng)用于四川榿木、歐洲榿木、硬榿木等12份材料的遺傳多樣性檢測(cè)上[50],筆者所在研究組也已經(jīng)開(kāi)發(fā)出四川榿木適用的SSR標(biāo)記[51]??傊畤?guó)內(nèi)榿木屬植物群體遺傳變異缺乏分子水平上的數(shù)據(jù)支撐。

3 展望

綜上所述,榿木屬植物遺傳變異研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,為其遺傳改良奠定了理論基礎(chǔ)。但也存在一些問(wèn)題,需要進(jìn)一步研究。

(1)榿木屬植物染色體計(jì)數(shù)基數(shù)究竟是x=14還是x=7,需要通過(guò)核型分析、流式細(xì)胞技術(shù)等進(jìn)一步分析確認(rèn)。

(2)除了歐洲榿木、海岸榿木、四川榿木等研究的熱點(diǎn)榿木種,對(duì)其他榿木種群體遺傳變異研究也應(yīng)加強(qiáng),以保護(hù)榿木資源的多樣性以及提升榿木屬遺傳改良水平。此外,在群體遺傳多樣性研究的基礎(chǔ)上,榿木屬植物核心種質(zhì)構(gòu)建研究也應(yīng)加強(qiáng),以促進(jìn)榿木屬植物保護(hù)效率與水平的提高。

(3)當(dāng)前榿木屬改良的目的主要是作為短周期工業(yè)原料林或用材林,對(duì)其生態(tài)效益關(guān)注度不足,對(duì)其固氮機(jī)理以及不同種、不同群體的生態(tài)效應(yīng)等方面需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

(4)就筆者所在四川及鄰近地區(qū)來(lái)說(shuō),本地區(qū)天然分布有四川榿木、川滇榿木、毛榿木、蒙自榿木,這一區(qū)域面積雖然不大,但自然條件復(fù)雜、地理及氣候類型多樣,榿木資源可能存在著廣泛的遺傳變異,但是尚未利用分子手段進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的研究。同時(shí)不同種分布區(qū)域有差異,部分種有重疊,如四川榿木主要分布在丘陵區(qū)與盆周山地地區(qū),而川滇榿木、蒙自榿木主要分布在川西南山地,其系統(tǒng)地理分布格局是怎樣形成的?是否是青藏高原隆起導(dǎo)致的地理分布差異?這些也尚未進(jìn)行研究。筆者所在研究組正在著手利用SSR標(biāo)記對(duì)其群體遺傳變異進(jìn)行分析研究,以期在清晰了解遺傳變異的基礎(chǔ)上,推動(dòng)區(qū)域榿木屬植物遺傳改良研究。

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