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芍药(Paeonia lactiflora Pallas)属于芍药科芍药属芍药组,是著名的观赏和药用植物,也是进化生物学研究的经典材料,特别是染色体研究,发现普遍的减数分裂异常和结构变异杂合等特殊现象。由于环境变迁和人类活动的影响,芍药的野生居群已经日渐萎缩,在某些地区已趋于濒危,对其研究已经具有紧迫性。探究芍药野生居群的繁育特征和进化模式,是野生居群保护的主要科学依据。本研究以SSR分子标记手段对芍药(P.lactiflora)一个野生代表居群——河北省大海陀居群进行了父本组成、花粉散布、代际间遗传多样性水平和空间遗传结构的分析。
本研究从芍药基因组中用富集文库的方法开发了10对具多态性的SSR引物。它们在58个野生个体中得到检验,除一对引物外均能在芍药的栽培品种中扩增。每个引物位点的等位基因数为3～11(平均值为6),观察杂合度和期望杂合度的范围分别是0.1662～0.9140和0.0841～0.8157。
10对SSR引物对包括161成年个体和660个母本明确种子的芍药野生居群进行父本分析,结果表明:在95％的置信水平上可推断310个子代(占子代总数的47％)的真实父本。花粉散布以50m为中心内呈现近似尖峰分布,最远可达500m,平均花粉散布距离177m。亲代的平均Neis基因多样度指数(He)为0.6033±0.1786,Shannon指数(I)为1.3214±0.4863；子代He为0.6133.±0.2253,I为1.3433±0.5634。亲代之间遗传距离分布范围(1.207～25.262)窄于子代(1.646-30.937)。Mantel-Test分析表明居群内繁殖个体间遗传距离与地理距离之间有相关性(R2=0.0299),P=0.01<0.05；空间自相关分析发现,在200m以内表现出较明显的空间遗传结构,其中在0～100m范围内,相关系数r=0.069,P=0.01,呈极显著的正相关。
研究结果表明,芍药作为一种异交植物,花粉散布受地理距离的影响显著,花粉散布符合邻近距离散布模式；亲本和子代代际之间的遗传多样性水平差别不明显；个体间遗传距离较高,分布范围较宽；存在显著空间遗传结构。本研究从分子水平上,加深了对芍药野生居群进化历程的了解,为芍药野生资源提供了重要的保护依据,同时为栽培芍药品种的开发和改良提供科学信息。