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自然杂交被认为是橐吾属植物在横断山区域高度多样化的重要促成因素。该属中已有多个被证实的自然杂交的例子,但之前的研究中,都只在单个分布点的群体中被确认。本论文采用直接测序和SSR分子标记的方法对4个自然分布点中的舟叶橐吾、东俄洛橐吾及其假设杂交个体进行研究,拟确定舟叶橐吾与东俄洛橐吾是否存在广泛杂交,若存在杂交,则不同分布点的杂交是否具有不同特点、杂交的程度及对亲本的遗传特征的影响,以此来探讨橐吾属植物自然杂交现象的普遍性和广泛性。主要研究结果如下: 1.核ITS和3个叶绿体片段确定杂交的存在 对采自6个群体的149个个体(4个为舟叶橐吾和东俄洛橐吾同域分布的群体,2个为舟叶橐吾或东俄洛橐吾单独分布的居群)进行双亲遗传的ITS直接测序和克隆测序后,共检测到15个单倍型。参考居群中的舟叶橐吾(H1和H3)和东俄洛橐吾(H12)各自具有其单倍型,且不具叠加性。4个同域分布的群体中,可直接测序的假设亲本舟叶橐吾共享单倍型H1,东俄洛橐吾共享单倍型H8、H9、H10和H12,即两个纯合亲本物种间不共享单倍型;假设杂交个体经克隆测序后可得到分别与两个假设亲本相同的单倍型,假设亲本中有一定比例的个体也显示出杂交个体的特征。构建的系统树显示,假设亲本和假设杂交个体所得的单倍型形成两大支,分别以亲本舟叶橐吾和东俄洛橐吾的单倍型为主,并且与同域分布的棉毛橐吾和外类群明显区分开。所有个体在网状关系图中形成3部分,除开棉毛橐吾一部分,以两个假设亲本为主的个体分别形成一部分,且通过克隆得到的假设杂交个体的序列也包含其中,有部分假设亲本个体包含另一亲本的ITS信息。STRUCTURE分组分析,同域分布的棉毛橐吾形成一组,与其他材料明显区分开来,舟叶橐吾和东俄洛橐吾各自形成一组,假设亲本大部分为纯合成分,全部假设杂交个体和少数假设亲本为混合成分。以上结果表明假设杂交个体及部分假设亲本含有舟叶橐吾和东俄洛橐吾二者的ITS拷贝,形态判断的假设杂交个体的确是舟叶橐吾和东俄洛橐吾杂交的产物,且4个杂交群体中的假设亲本都有一部分为渐渗个体,同域分布的棉毛橐吾没有参与杂交。 对所有材料进行母系遗传的三个叶绿体DNA基因间隔区片段(trnK-rps16、trnL-rpl32和trnQ-5rps16)的测序后,共检测到27个单倍型。由于同域分布的舟叶橐吾和东俄洛橐吾有较多的个体共享叶绿体单倍型(如H4和H7),构建的系统树和网状关系图并不清晰,由分析可知,杂交和渐渗应该是造成此结果的主要原因。 2.SSR标记分析杂交群体的遗传成分 对上述材料中的舟叶橐吾、东俄洛橐吾和杂交个体共135个个体,进行SSR引物筛选后,11个SSR位点用于分析杂交群体的遗传成分。STRUCTURE分组分析表明:所有个体被分为两组,分别以亲本舟叶橐吾和东俄洛橐吾为主;假设杂交个体仅有少数个体是混合个体,大部分个体的遗传成分偏于某一亲本;假设亲本在4个杂交群体中都有一定比例的个体是混合成分,且不同杂交群体中所占的比例不同。由STRUCTURE结果可知,亲本舟叶橐吾和东俄洛橐吾在杂交群体中仍保有其种的特有性,群体中存在杂交、回交和渐渗产物,并且渐渗的方向和程度在不同分布点有所不同。 11个SSR位点的NewHybrids分析结果:形态判断的舟叶橐吾和东俄洛橐吾的大部分个体为纯合亲本,少部分为渐渗个体或不确定成分,假设杂交个体由多种成分组成,有回交、F2或是多代后的个体,说明舟叶橐吾和东俄洛橐吾间的杂交普遍存在,且相对稳定地形成了杂交群体。SSR分析结果显示,不同分布点的杂交,回交和渐渗的方向、程度有所不同,这可能与分布点的遗传和环境背景的差异有关,还需进一步的研究。 综上,本研究通过常规测序和SSR分子标记的方法,判断舟叶橐吾和东俄洛橐吾间的自然杂交现象广泛存在,且回交导致的渐渗在各杂交群体中也普遍存在。