基于ITS分子标记的江西春兰野生居群遗传结构研究

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春兰(Cymbidium goeringii)隶属于兰科(Orchidaceae)兰属(Cymbidium),为多年生草本植物,也是国家珍稀濒危保护植物。随着兰花商业市场的不断扩大,在高额利益的驱使下,人们过度盗挖野生兰花资源,使兰花的自然生境和野生资源遭到了严重的破坏。江西省地处华东腹地,是中国植物区系的核心部分,也是东亚生物多样性最丰富、最具特色的地区之一。江西省兰花资源非常丰富,尤其是兰属的春兰和建兰(C. ensifolium)极具特色,又较易采挖,因此,其遭受的破坏也最为严重,对其加强保护使其能够可持续利用已迫在眉睫。本文对江西省春兰野生居群进行了广泛的调查,利用ITS分子标记对各居群进行遗传结构分析、比较,以期揭示不同地理区域春兰的遗传多样性差异、遗传分化、居群遗传结构和基因流特点,从保育遗传学的角度探讨江西春兰野生居群致濒因素,从而也为春兰野生资源的保护与可持利用提供科学依据。论文主要研究结果如下:(1)共扩增了采集自江西省各地区11个地理居群的100个春兰的核DNAITS序列片段。ITS片段共699个碱基,四种碱基中G的平均含量最高,为36.2%,而T的平均含量最低,为15.4%。G+C=66.9%,有明显的G+C偏向性。有29个变异位点,占总位点数的4.15%。100个个体共定义了13种类型,其中3种类型为共享类型,拥有共享类型的个体占总个体数的81%。所有的100条ITS序列,总体的核苷酸多样性(pi)为0.413%,类型多样性(Td)为0.489。类型多样性范围为0.000~0.857,核苷酸多样性范围为0.000%-1.567%,遗传多样性总体相对较低。(2)江西春兰类型网络图分为3个大枝,A分枝含有分属于11个地理居群的8种类型共89个个体,B分枝含有分属于3个地理居群的3种类型共6个个体,C分枝含有分属于1个地理居群的2种单倍型共4个个体,类型在网络图中分布与类型的地理分布未显示出明显的相关性。基于类型的贝叶斯树与最大简约树分为2个大枝,分枝的拓扑结构和分枝内部的类型组成,与类型网络图基本一样,类型系统发育树结果表明类型的聚类与类型的地理分布没有明显相关性。基于个体邻接树和贝叶斯树,整体也分为2个大枝,各地理居群个体交织分布在一起,个体在系统发育树中的分布与个体的地理分布没有明显的相关性。类型网络图、类型系统发育树与个体系统发育树的结果显示,江西春兰没有显著的系统地理结构。(3) AMOVA结果显示,将本研究中的11个地理居群当作是一个大组,居群之间的变异占总变异的40.02%,居群内部的变异占总变异的59.48%(FST=0.40)。以上结果表明,春兰居群之间存在一定程度的遗传分化,遗传分化主要发生在居群内部。而对于大部分的居群,相互之间的遗传距离都是较小的。
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