野生油茶种质资源调查评价及群体遗传结构研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhwgppp
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为了解野生油茶(Oil-tea Camellia)的遗传多样性及遗传结构,明确其遗传分化规律及种群的分布格局。本研究重点进行野生油茶种质资源的调查、收集及保存工作,基于SSR分子标记对野生油茶遗传多样性及群体遗传结构分析,以其为野生油茶遗传资源的保护、发掘与利用提供理论依据。主要的研究结果如下:1、2019~2021年对四川、贵州、云南、湖南、浙江、广西省等6个省份共42个调查点的进行的野生油茶(Oil-tea Camellia)种质资源的调查与收集工作。调查发现我国野生油茶种质资源具有多样性高,且分布广泛的特点,尤其以普通油茶(Camellia oleifera Abel.)数量最多,分布最为广泛。共收集了 548份野生油茶资源的干燥叶片材料,其中包括389份野生普通油茶(C.oleifera),20份西南红山茶(C.pitardii)、18份浙江红花油茶(C.chekiangoleosa Hu)、121 份腾冲红花油茶(C.reticulate f.simplex Sealy)。资源现状都存在严重破坏现象,如砍伐频繁、修路开荒等,甚至有些资源已濒临灭绝。对四川部分野生油茶资源的经济性状进行测定,结果表明,在果实性状中,鲜果重为9.14~43.58 g,其变异系数最大,为41.75%,变异系数最小的是果高,只有10.83%。在主要经济性状中,鲜果含油率的变异系数最大,为31.99%,鲜出籽率在27.54%~59.46%,干出籽率在15.02%~45.03%,种仁含油率在39.05%~56.60%,其中有7株野生油茶达到了国家油茶选育标准。野生油茶资源中存在特异的遗传资源,可以作为良种选育的种质资源。2、利用20对SSR引物对四个野生油茶物种自然分布区共42个居群548个个体进行遗传多样性分析。结果表明,在20对SSR位点中,共扩增出343个等位基因。平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)分别是0.3713和0.6588。遗传多样性分析结果表明四个物种的遗传多样性均较高,其中在物种水平上普通油茶的遗传多样性最高(Ho=0.4000,He=0.6314,Ae=4.0991,I=1.5656),西南红山茶是最低的(Ho=0.2915,He=0.3978,Ae=2.4143,I=0.7892)。分子方差分析(AMOVA)结果表明,对所有物种而言,遗传变异都主要发生居群内,总的居群内遗传变异占56.79%,物种间和居群间遗传变异分别为36.31%(FCT=0.3631)和6.90%(FsT=0.4321),表明野生油茶物种间和居群间有较强的遗传分化。主坐标分析(PCoA)、贝叶斯聚类与系统发育树(NJ)结果都表明,普通油茶与浙江红花油茶的亲缘关系最近,腾冲红花油茶与西南红山茶亲缘关系最近。Mantel test和partial Mantel test结果都表明四个物种的遗传距离与距离隔离(IBD)、环境隔离(IBE)之间有显著相关性(RD=0.2449,P=0.005;RE=0.2315,P=0.003)。但普通油茶遗传距离与距离隔离(IBD)、环境隔离(IBE)之间无显著相关性(RD=0.0373,P=0.292;RE=0.0261,P=0.351)。3、四个野生油茶物种的历史进化模拟分析,四个物种的有效种群大小均大于其祖先群体,揭示出这些物种群体曾发生过范围扩张事件。通过两套参数得到的计算结果表明西南红山茶与浙江红花油茶大约4.01百万年前从共同祖先分化;大约2.56百万年前腾冲红花油茶从西南红山茶中分化出来;最后,普通油茶大约于2.47百万年前从浙江红花油茶中分化出来,推测与青藏高原隆升和第四纪冰期气侯变化有显著相关。普通油茶的主坐标分析(PCoA)、贝叶斯聚类与系统发育树(NJ)结果都表明,西南地区与华东地区存在一定的遗传分化,但分化程度不高,进一步通过近似贝叶斯计算(ABC)模拟结果表明大约在1.74万年前,西南地区和华东地区从同一个祖先中分化出来,时间上刚好在末次盛冰期。因此,推测西南与华东地区是普通油茶末次盛冰期的避难所,经过自然选择和遗传漂变的共同作用可能是导致普通油茶西南地区与华东地区产生明显的遗传分化。
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