大头典竹和花吊丝竹种质资源遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:meiaihui
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大头典竹(Dendrocalamopsis beecheyana var.pubescens)和花吊丝竹(Dendrocalamus minor var.amoenus)具有繁殖生长快、根系发达、蓄水保土、适应性广等特性,引种自福建、广西、广东各地区,植物材料与木麻黄(Casuarina equisetifolia)混交种植于福建南部沿海沙地地区。该材料种质资源遗传多样性的研究是沿海沙地引种大头典竹和花吊丝竹丰产栽培的关键环节。利用ISSR分子标记方法,分别对大头典竹17个居群(6个分布区)和花吊丝竹16个居群(3个分布区)材料进行遗传多样性研究,分析种质资源间的亲缘关系、遗传变异程度,建立各自的数字指纹图谱。旨在为大头典竹和花吊丝竹的居群地鉴定、良种选育以及保护策略的实施提供理论基础。研究结果如下:1、建立大头典竹ISSR最佳反应体系和反应程序:20μL的反应液中含 2.5 mmol/LMg2+,0.25 mmol/L dNTPs,1.25 U Taq DNA 聚合酶,0.6 μmol/L 引物,10 ng 模板 DNA,2μL 10xBuffer,10.55 μL ddH20。反应程序为:94℃预变性5min;94℃变性45 s。54.5℃退火30s,72℃延伸90s,40个循环;72℃延伸10 min,4℃保存。2、建立花吊丝竹ISSR最佳反应体系和反应程序:20μL的反应液中含 2.5 mmol/L Mg2+,0.25 mmol/L dNTPs,1.50 U Taq DNA 聚合酶,0.5 μmol/L 引物,80 ng 模板 DNA,2 μL 1OxBuffer,9.5 μL ddH2O。反应程序为:94℃预变性5 min;94℃变性45 s。52.7℃退火30 s,72℃延伸90s,40个循环;72℃延伸10 min,4℃保存。3、从哥伦比亚大学(UBC)提供的100个序列引物中筛选出16条ISSR引物对大头典竹样品进行扩增,其中引物共扩增出185个位点,多态性位点167个,多态性百分率90.27%;同上方法筛选出12条ISSR引物对花吊丝竹样品进行扩增,其中引物共扩增出124个位点,多态性位点102个,多态性百分率82.26%。4、大头典竹17个居群的遗传多样性水平:Nei’s基因多样性指数(He)=0.2497,Shannon多样性指数(Ⅰ)=0.3949。分布区遗传多样性最高是在闽西地区:Nei’s基因多样性指数(He)=0.2315,Shannon多样性指数(Ⅰ)=0.3358。最低是在桂东地区:Nei’s基因多样性指数(He)=0.0673,Shannon多样性指数(Ⅰ)=0.0968。大头典竹53.99%的遗传变异存在于分布区间,分布区内的遗传变异为46.11%。6个分布区间的基因流Nm为0.4261,分布区间存在微弱的基因流,一定程度增加了分布区间遗传差异。5、花吊丝竹16个居群的遗传多样性水平:Nei;s基因多样性指数(He)=0.0460,Shannon多样性指数(Ⅰ)=0.0659,居群遗传多样性最高是在福州闽侯:Nei’s基因多样性指数(He)=0.1162,Shannon多样性指数(Ⅰ)=0.1664。最低是在广州从化:Nei’s基因多样性指数(He)=0.0064,Shannon多样性指数(Ⅰ)=0.0093。花吊丝竹分布区水平上,Nei’s基因多样性指数(He)为0.2066,Shannon’s信息指数(Ⅰ)分别为0.3005。福建分布区遗传多样性最高:Nei’s基因多样性指数(He)=0.2987,Shannon多样性指数(Ⅰ)=0.4388。最低是在广东分布区:Nei’s基因多样性指数(He)=0.1493,Shannon多样性指数(Ⅰ)=0.2150。6、大头典竹17个居群的最大遗传距离为0.8383(龙岩漳平与百色市田林岑王老山之间),最小遗传距离为0.0386(桂林灌阳千家峒与百色市田林岑王老山之间),大头典竹居群之间的桂林灌阳千家峒与百色市田林岑王老山亲缘关系最近,龙岩漳平与百色市田林岑王老山之间的亲缘关系最小。在分布区水平上,闽西地区大头典竹和闽中地区大头典竹亲缘关系最近,遗传距离为0.0564,闽南地区大头典竹和桂东地区大头典竹亲缘关系最远,遗传距离为0.4590。结果显示,分布区间存在一定的遗传变异,但变异程度不会很大,具有较高的遗传相似性。根据遗传距离采用UPGMA方法构建聚类树状图,17个大头典竹居群被划分为6组,6个分布区被划分3组。7、花吊丝竹16个居群中,三明永安与龙岩武平之间遗传距离最大为0.8176,遗传一致度最小,分化程度最高;而东莞塘厦与清远英德之间遗传距离最小为0.0139,遗传一致度最大,分化程度最低。花吊丝竹居群中东莞塘厦与清远英德之间的亲缘关系最近,三明永安与龙岩武平之间的亲缘关系最远。在分布区水平上,广西地区与广东地区花吊丝竹亲缘关系最近,遗传距离为0.0128。广西地区与福建地区花吊丝竹亲缘关系最远,遗传距离为0.1003。分布区间存在一定的遗传变异,但变异程度不会很大,具有较高的遗传相似性。根据遗传距离采用UPGMA方法构建聚类树状图,16个花吊丝竹居群被划分为3组,且居群间的遗传距离与地理距离及居群间的遗传分化程度无显著相关性。8、对大头典竹17个居群和花吊丝竹16个居群建立ISSR指纹图谱。根据扩增图谱条带的有无、多少以及不同的引物提供的谱带类型组合等方法可有效鉴别各自种质资源。
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