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林木种子园是连接育种与育林的桥梁,是重要的种子生产群体,其子代的遗传多样性将直接影响到人工群体的稳定性和适应性。本文以吉林省露水河红松种子园优良无性系和露水河天然红松为研究对象,利用ISSR分子标记技术分析了种子园和天然红松的遗传多样性和遗传结构。 1.采用改良的CTAB法提取红松胚乳DNA,经检测,该方法提取的DNA纯度和含量较高,单粒种子胚乳DNA得率基本满足大量PCR扩增的需要。建立了稳定的、可重复的红松ISSR—PCR最佳反应体系及PCR扩增程序,筛选出了扩增条带清晰、多态性丰富的14个ISSR引物。 2.ISSR-PCR所用的14个引物扩增带数103条,其中多态位点63个,总的多态位点百分比为61.17%,平均多态位点4.5条;Nei指数为0.1798,Shannon指数为0.2751,群体基因分化度Gst平均值为0.0276,基因流系数Nm为8.8079,种子园和天然红松群体内的基因多样性占总群体的97.24%,群体间占2.76%:AMOVA对种子园和天然红松群体的分析结果与Nei’s遗传多样性分析所得到的遗传分化系数基本一致,在总的遗传变异中有3.24%的变异发生在群体间,有96.76%的变异发生在种子园内和天然群体内,群体的遗传变异主要存在于群体内。 3.红松种子园多态位点百分比59%;有效等位基因数Ne为1.2992;Shannon指数Ⅰ为0.2674;Nei指数h为0.1759。天然红松多态位点百分比为55.45%;有效等位基因数Ne为1.2961;Shannon指数Ⅰ为0.2624:Nei指数h为0.1727。从红松种子园的各参数值与露水河天然红松群体的相比较来看,种子园各值比天然群体的相应平均值高,说明红松种子园具有较广泛的遗传基础和遗传多样性,红松种子园的建立是红松遗传改良的有效途径之一。 4.对种子园内7个红松种源进行遗传结构和遗传多样性分析,种源多态位点百分比按由大到小的顺序为:西林河、宏伟、联营、丽林、东升、寒月和永华。西林河种源多态位点百分比最高为43.37%,永华种源最低为33.33%。基因分化系数为0.2021,遗传变异主要存在于种源间。种源间遗传距离和遗传一致度均值分别为0.0521和0.9493,种子园内7个红松种源的遗传距离与地理距离相关性不明显(r=0.063,P=0.412)。 5.采用ISSR标记分析的方法对红松种子园内的三个亚区进行遗传分析,三个亚区的多态位点百分比:南亚>北亚>中亚:Shannon指数为0.2557>0.2416>0.2148,基因流Nm为1.9000,Nm>1,可排除遗传漂变对群体不平衡的影响。亚区内的基因多样性占群体的88.37%,亚区间的基因多样性占总群体的基因多样性的11.36%,群体的遗传变异主要存在于群体内。 以上研究为红松的良种选育和种子园遗传多样性评价提供理论依据。