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本研究选取了我国东北部吉林、辽宁、黑龙江三省25个红松种群共125个个体为研究对象,研究红松线粒体DNA coxIII片段的遗传多样性及红松种群的亲缘关系。研究选用coxIII引物片段为5’CAGTACCATGCAGCTGCTTC3’, 5’GGTAGATCCAAGTCCATGGC3’。经过模板DNA提取、模板DNA纯化、PCR扩增、PCR产物鉴定、PCR产物测序、测序结果分析等实验过程,得到结论如下:1.红松线粒体DNA变异。本研究主要从核苷酸组成、coxIII片段长度、核苷酸变异三个方面研究红松线粒体DNA遗传多样性。核苷酸组成方面,经过分析四种核苷酸平均值及变异范围为:A 21.7%(21.4%-22.2%);T 30.9%(30.5%-31.7%);G 22.4%(22.2%-22.6%);C 25.1%(24.7%-25.2%),coxIII片段长度范围在628bp-631bp之间,共4种长度序列,片段长度变异程度很小。经过Clustal软件分析发现30个变异位点,共变异68次,变异位点比率为4.7%,其中单一多态位点23个,简约信息位点7个。通过以上数据可以看出红松线粒体DNA变异在线粒体DNA变异中水平较高。2.红松种群的单倍型。本研究对所选样品种群的单倍型进行了检测,共发现36种单倍型,命名为H1-H36,其中有一种(H1)为主流单倍型,推测出现主流单倍型的原因为线粒体DNA变异速率很小导致的。在所有种群中都存在。另外35种单倍型分布在19个种群中,文中介绍了这35个单倍型在这19个种群中存在情况。3.系统进化树的构建。本研究应用MEGA 4.0软件中的邻位相连法(Neighbor-Joining)和最小进化法(minimum evolution),以红松种群中各单倍型为对象分别构建NJ进化树和ME进化树。通过构建系统进化树,找到了红松种群间的进化亲缘关系,H13、H14、H15、H21、H22、H24、H26、H27、H29、H31、H32、H33相聚,说明亲缘关系较近,而H23和H10又和他们关系较近;而H16、H11、H3之间聚类到一起,证明亲缘关系较近;H4、H5、H6、H7、H8、H17、H30等聚类的一起,证明他们亲缘关系较近。因红松线粒体为父系遗传,所以亲缘关系相近种群间存在花粉流动。分析花粉流动可能原因为山脉阻隔和气候影响。在国内外研究中,对红松种群亲缘关系的研究很少,而且普遍的观点认为线粒体DNA序列较保守,不适合用于植物亲缘关系研究。而红松线粒体为父系遗传,对其基因组序列的研究有着特殊意义。本研究不仅为今后研究红松进化提供了科学参考,而且为红松资源保护提供理论依据。