论文部分内容阅读
水松(Glyptostrobus pensilis(Staunt.)Koch)是我国一级保护植物,其分子遗传学研究滞后于其他针叶树种,目前尚未见SSR分子标记方面的研究和报道。本研究通过对水松转录组测序,开发EST-SSR标记位点。利用开发得到的多态性位点,对现存水松所有分布区(中国、越南和老挝)的代表群体进行遗传变异分析,检测其遗传多样性水平和遗传结构,了解其种群进化历史和分化信息。相关研究工作对于掌握水松的濒危机制,开展种群科学保护具有重要意义。(1)水松转录组序列组装后共获得106 901条Unigene,总长度93.240Mb,平均长度872.240bp。利用MISA软件挖掘EST-SSR位点,共筛选出12 279个SSR序列,分布在9 597个Unigene上,平均分布距离为1/7.590kb。水松转录组SSR以三、四核苷酸重复为主。(2)筛选motif大于或等于8的SSR序列,共设计170对引物(其中8对引物由英国爱丁堡皇家植物园提供),其中,130对扩增出清晰条带,扩增效率为76.47%。16个水松样本表明,27个位点具有多态性,多态性比率为20.76%。所选择23个位点的遗传参数表明,其平均观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)分别为0.273、0.161,多态性信息含量(PIC)平均值为0.322。PCA分析结果表明,所开发的23个位点具有较强的分辨不同群体和单株的能力,可用于后续群体遗传多样性分析。(3)对源于中国、越南和老挝的14个群体(343个样本)进行遗传变异分析。遗传多样性研究结果表明,水松整体遗传多样性偏低,其平均等位基因(Na)为2.335、Shannon信息指数(I)为0.459、平均观测杂合度(Ho)为0.317、平均期望杂合度(He)为0.272、近交系数Fis为-0.175;国内群体遗传多样性低于国外群体,人工群体的遗传多样性高于近自然群体。水松群体遗传分化程度高,其遗传分化系数(Fst)为0.451,有45.10%的遗传变异存在于群体间;标准遗传分化系数Gst为0.429,群体间总遗传变异(Ht)为0.487,群体内遗传变异(Hs)为0.278。分子遗传方差(AMOVA)分析结果表明,群体内的遗传变异高于群体间和组间的遗传变异。水松基因流(Nm)为0.304,组内群体间基因流动较大,组间基因流动程度不大。Mantel检验结果表明,水松遗传分化与地理距离具有显著相关性(r=0.613)。瓶颈效应检测结果显示,TPM模型下所有水松群体均经历过近期瓶颈效应。STRUCTURE分析和CLUMPP分析结果表明,14个群体的聚类群中 DM、GZHN、Nha_H、Sam_N、Khoun_H、Ea_R和Trap_S,7 个群体属于一个同源基因库,另外7个群体属于另一个同源基因库。基于NJ法的系统发育树分析结果与STRUCTURE分析结果相同。种群历史动态分析结果表明,K=2时,进化事件3(Scenario3)为最优(后验概率PP=0.870),其表明21.8万年前,水松由福建江西群体分化出广东越南老挝群体。K=3时,进化事件1(Scenariol)为最优模型,其后验概率(PP)为0.573,表明在75.6万年前,水松退至福建江西地区,28万年前福建江西群体同时分化出广东群体及越南和老挝群体。历史动态分析结果所推测的水松分化时间大致与第四纪冰川时间吻合。