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同域分布的近缘物种常因杂交而导致基因渐渗,从而对相关物种的自然居群遗传结构产生重要影响,同时若种内存在多种倍性小种,更加剧了这种关系的复杂性,而这些对物种保育和种质资源创新、新品种选育将产生直接影响。
鉴于此,本研究根据已有的猕猴桃自然地理分布资料,对国内近缘的中华猕猴桃(Actinidia chinensis)和美味猕猴桃(A.deliciosa)的野外分布居群进行了详细调查后,利用流式细胞仪对我国西部高原台地至中东部丘陵平原过渡地带的居群(8个中华/美味猕猴桃同域分布居群及两翼3个中华、1个美味单独分布居群共276个个体)的倍性进行了检测,同时采用8对SSR引物对这些居群进行了遗传多样性、居群遗传结构的分析以及种间杂交渐渗的探讨。结果表明:(1)中华/美味猕猴桃物种及其倍性小种在经度、纬度、海拔的分布上整体存在显著差异(P<0.05),但通过LSD分析四倍体和六倍体倍性小种在海拔分布上不存在显著差异(P>0.05);(2)武陵山脉和雪峰山脉之间的同域分布居群存在复杂的形态特征和倍性变异水平,介于中间状态且呈连续变异;(3)两物种共有等位基因比例高达73.22%,物种特有等位基因较少(中华:14.75%,美味:12.02%),但共有等位基因表型频率在两近缘种间存在差异,而且与各同域分布居群中两物种样本的交错程度或间距存在关联;(4)两物种均具有很高的遗传多样性,中华猕猴桃的遗传多样性(HO=0.672,PIC=0.786)略高于美味猕猴桃(HO=0.647,PIC=0.774);(5)两物种均具有较低的Nei’s居群遗传分化度,中华猕猴桃居群遗传分化(GST=0.096,FST=0.221)高于美味猕猴桃(GST=0.083,FST=0.146);(6)同域分布居群两物种间的遗传分化(GST=0.022)远低于上述物种内异域居群间的遗传分化;(7)居群UPGMA聚类揭示各居群聚类较为杂乱,各地理居群并不按地理距离的远近聚类,这与Mantel相关性检测所揭示的居群间遗传距离与地理距离没有显著性相关的结果一致。
根据中华/美味猕猴桃同域分布居群中个体的形态特征和倍性变异介于中间且呈连续变异,在混合居群中发现了三倍体和五倍体,以及中华/美味猕猴桃高比例的共有等位基因和同域分布两物种间的遗传分化远低于物种内异域居群间的遗传分化,作者初步推断武陵山脉和雪峰山脉之间的同域分布地区为中华/美味猕猴桃的自然杂交带。但要确证,仍需单拷贝核基因序列、SNP等诊断性标记的进一步分析,以及人工杂交和移栽实验的支持。进一步分析表明,两物种的遗传多样性和居群遗传结构主要受其广域分布、远交、晚期分化等生活史特性和染色体基数高(x=29)、倍性复杂及种间杂交等因素影响,其中两物种的共享祖先多态性和同域分布种间杂交基因渐渗对两物种的居群遗传结构产生了重要影响。对猕猴桃这一具有重要经济价值的果树倍性变异的分布格局和自然杂交带的推断的探讨,给自然杂交研究领域和猕猴桃种质资源收集、评价、创新和可持续利用方面提供了初步的研究基础,尤其是为我国猕猴桃新品种选育提供了基础数据和科学依据。