刨花润楠地理变异与遗传多样性的研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:leolover211
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刨花润楠(Machilus pauhoi Kanchira),也称刨花楠,为樟科(Lauraceae)润楠属(Machilus)常绿乔木,是集用材、观赏、香料和药用等价值为一体的多用途树种,广泛分布于中国亚热带地区,如广东、广西、福建、湖南、江西、浙江和安徽等省(区)。本研究首次收集了全分布区的刨花润楠种质资源,开展了种子性状、苗期生长性状和叶挥发油的地理变异研究,并基于SRAP和SSR分子标记进行了遗传多样性分析。主要结果如下:
  1、不同种源间刨花润楠种子性状差异极显著。采种点从南到北,种子长宽比变大;随年极端最高温的升高,种子宽厚比变大,种子长变长;随年平均相对湿度的增加,种子长变长,种子宽变大,百粒重增加。种子长、种子宽、种子厚和百粒重在种源间的方差分量百分比平均达68.46%,变异主要存在种源间。聚类分析把20个种源分为3大类群,第一类群包括江西崇义、福建顺昌和福建建瓯3个种源,该类群种子长、种子宽、种子厚、百粒重均较大;第二大群包括江西全南、浙江平阳、福建永春和福建龙岩4个种源,该类群种子各性状普遍较小;第三大类群包括剩余的13种源,该类群种子各性状数值居中。
  2、不同种源刨花润楠的苗高和地径在种源间和种源内差异均显著。采种点从东到西,随海拔的升高和年极端最高温的降低,苗高生长量均有增加趋势。苗高和地径种源遗传力分别为0.9669和0.9652,属高遗传力范畴,种源选择潜力较大。苗高和地径种源加性效应值排名均较靠前的4个种源为:福建永春、广西兴安、广东阳山和广西昭平,可作为广州初期苗期观测的优良种源。
  3、苗高和地径累积生长量总体均呈“慢-快-慢”的生长趋势,苗高和地径生长具有明显的不同步性,地径速生期明显滞后于苗高速生期。地径一年内出现两次生长高峰,在广州属全年生长型树种。
  4、不同种源刨花润楠叶挥发油中所含的脂肪族醛类化合物主要有6种,分别为十八烯醛、十四烯醛、十一醛、十二醛、壬醛和癸醛。其中10个种源均能检测到葵醛和十二醛,9个种源含有壬醛,8个种源含有十四烯醛,4个种源含有反式石竹烯,3个种源含有δ-杜松烯,其它化合物仅在1~2个种源中被检测到。广东阳山种源共检测到57个色谱峰,鉴定出47种化合物,包括:脂肪族化合物7种,总含量占总挥发物的81.85%,萜类化合物40种,仅占总挥发物的18.15%。
  5、基于SSR标记的研究结果显示,12对SSR位点检测到的等位基因数(Na)和有效等位基因数(Ne)平均值分别为15.083和4.558,PIC平均值为0.722,观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)平均值分别为0.576和0.751。连锁不平衡检测显示12对位点间相互间独立。基于SRAP标记的研究结果显示,12对SRAP引物组合共扩增出145条带,107条为多态性条带,PIC平均值为0.35,种源内Shannon信息指数(I)平均值和Nei?s基因多样性指数(H)分别为0.2515和0.1702。
  6、刨花润楠24个种源的等位基因数(Na)平均值为5.02±2.20。Na值由广西省(6.0左右)向广东省、江西省(5.0左右),再向福建省(3.0~4.0)呈现逐步递减的趋势,且靠近雪峰山东侧的广西省6个种源(灵川、恭城、阳朔、兴安、昭平和贺州)均检测到私有等位基因,推测此处为刨花润楠冰期避难所。
  7、STRUCTURE分析将24个种源可以被分为三大类。第Ⅰ类包括福建种源建瓯、顺昌和将乐;第Ⅱ类包括广西、福建和江西三省(区)8个种源:广西灵川、恭城、阳朔和兴安种源,福建永春和龙岩种源,江西崇义和全南种源;第Ⅲ类种源覆盖范围较广,包括除福建省外的其它6个省(区)其余13个种源。其中,第Ⅱ类可被分为两个亚类,靠近雪峰山的四个种源广西灵川、广西恭城、广西阳朔和广西兴安为一亚类,刨花润楠分布区最东侧的四个种源福建永春、福建龙岩、江西全南和江西崇义为另一个亚类。
  8、刨花润楠群体遗传多样性较高,遗传分化系数(Gst)为0.1640,属中等分化水平,遗传变异主要来源于种源内。种源间存在显著但微弱的地理隔离效应(IBD)(p-value=1.09×10-4)。种源间存在一定的基因流(Nm=1.500),种群扩散方向从西南向东北为主,山脉所造成的物理障碍是影响基因流动的主要原因。
  9、SRAP标记和SSR标记相关系数r=0.5029(P<0.050),两者匹配差。
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