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栲树(Castanopsisfargesii)为壳斗科Fagaceae植物,是亚热带常绿阔叶林的主要建群种和优势种,广泛分布于我国亚热带区域。本文采用表达序列标签微卫星分子标记(EST-SSR)从大尺度地理格局上对中国栲树群体的遗传多样性和遗传结构进行分析,并且联系环境因子阐述栲树适应性变异的遗传基础。主要结果如下:
1、从166对来自栲树近缘种的EST-SSR引物中筛选出32对多态引物,对648个栲树样本进行基因分型。这32对引物在28个群体中共检测到370个等位基因,每对引物4-21个不等,平均等位基因数为12。
2、栲树具有较高的遗传多样性,平均有效等位基因数Ne=4.601;平均观测杂合度Ho=0.609,平均期望杂合度HE=0.706,平均等位基因丰富度AR=5.281。
3、栲树具有显著的遗传结构,各群体间遗传分化系数FST均存在显著差异;STRUCTURE分析将28个群体分成东部沿海和西部内陆两个大群组,Mantel检测显示,栲树群体存在显著的距离隔离模式(IBD)和海拔隔离模式(IBE)。
4、本研究使用4种方法共检测到4个候选异常位点,其中3个位点对应的序列在NCBI中找到了高度同源的序列。在NCBI中有两条序列成功地进行了分子功能和生物学过程的信息注释,他们分别与蓝铜蛋白和胚缺陷蛋白同源。
5、SAM检验中,两个候选异常位点有三个等位基因频率与气温或者降雨量相关,其中位点CC2448第五个等位基因的频率与温度负相关,不显著;位点CC3754第三等位基因的频率与降雨量显著负相关,而第五个等位基因与降雨量显著正相关。
本研究对栲树遗传多样性和遗传结构进行了大尺度的研究,检测到了受到自然选择作用的异常位点并确定了他们与环境因子的关系。研究结果有助于阐释栲树群体分布格局及了解栲树群体的空间变异规律,栲树适应性遗传基础的研究在进化生物学上具有重要意义。