淡黄金花茶种群遗传结构研究

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淡黄金花茶(Camellia flavida Chang)属于山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia),包括淡黄金花茶原变种(C. flavida var. flavida)和多变淡黄金花茶(C. flavida var. patens),分布在广西南部和西南部常绿阔叶林石灰岩山地的洼地或谷地。淡黄金花茶花瓣呈淡红色、黄白至淡黄色,是一种金花茶植物,有重要的观赏与科研价值,是珍贵的种质资源。本研究利用微卫星分子标记方法对19个淡黄金花茶种群进行全面的研究。旨在揭示其遗传多样性和种群遗传结构,探讨石灰岩生境异质性及生境破碎化对淡黄金花茶影响。为有效保护与利用淡黄金花茶珍贵的种质资源提供一定的依据。主要研究结果如下:(1)分别采用454测序法和转录组测序法成功开发了21对顶生金花茶和38对淡黄金花茶微卫星引物。其中,顶生金花茶21个有效的微卫星序列在GenBank上的登录号是:KJ670125~KJ670145。21对引物均表现出了较高的多态性。21个微卫星位点的等位基因数A在3-9间变化,观测杂合度(Ho)的范围在0.200-0.963,期望杂合度(HE)在0.246-0.868间变化。上述两种方法开发的微卫星引物均为深入研究淡黄金花茶种群遗传多样性和种群遗传结构提供了坚实的基础。(2)遗传多样性研究结果显示:14对微卫星引物在19个种群601个个体中共检测到112个等位基因,每个位点检测到的等位基因数介于7-20之间,平均值为8。其中,位点TER4的等位基因数(20个)最高,位点FLA12和FLA16的等位基因数(7个)最低。14个位点的观测杂合(HO)范围在0.411-0.672间,其平均值为0.563。期望杂合度(HE)在0.350~0.657之间变化,平均值为0.555。(3)种群结构研究表明淡黄金花茶两两种群间的遗传分化系数(Fst)为0.276,种群处于较高分化的状态。基因流(Nm)的范围在0.565~5.036间,其种群间的基因流为0.732,表明种群间存在低水平的基因流动;AMOVA分析结果表明淡黄金花茶原变种和多变淡黄金花茶的变异主要来自个体间,种群间的变异也较大。其中,淡黄金花茶原变种和多变淡黄金花茶种群间的变异为24.84%,淡黄金花茶原变种种群间的变异为25.49%,而多变淡黄金花茶种群间的变异为27.66%,表明种群间存在较高水平的遗传分化;Mantle检验表明遗传距离与地理距离间存在极其显著的正相关性(r=0.4383 p=0.0030);BOTTLENECK分析可能淡黄金花茶中NF种群经历了近期的遗传瓶颈;STRUCTURE分析表明淡黄金花茶的19个种群可以严格地划分为2个大集群,其中集群Ⅰ包括LS、NZ、LL等12个淡黄金花茶原变种种群,集群Ⅱ则包含了5个多变淡黄金花茶种群和2个淡黄金花茶原变种种群(LN和LZ)。本研究整体上揭示了淡黄金花茶具有一定水平的遗传多样性,表明现阶段是保护淡黄金花茶的好时期。STRUCTURE聚类分析指导在对淡黄金花茶进行保护时可以把它分为三个保护单元,针对种群较高的遗传分化和低水平的基因交流应对其进行迁地保护策略。这将为科学有效地保护淡黄金花茶的珍贵种质资源提供了合理的依据。
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