论文部分内容阅读
杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.),为杉科(Taxodiaceae)杉木属(Cunninghamia)是我国南方林区重要的经济用材树种。上新世晚期至更新世初期,台湾海峡的陷落,致使台湾与大陆分离,导致杉木的间断分布,大陆杉木和台湾杉木发生了一些分化,关于闽台杉木种质资源的亲缘关系,不同学者持不同的观点,对其可能的起源地和演化迁移路线看法不同。本研究通过开展闽台杉木野生种质资源的调查,从各分布区收集了225份种质材料,其中福建包括泉州德化、龙岩连城、南平武夷山、宁德寿宁、南平延平、福州闽侯6个居群180份种质材料,台湾包括宜兰、台中、苗栗、花莲、南投5个居群45份种质材料;采用ISSR分子标记方法,对闽台杉木种质资源进行遗传多样性和亲缘关系分析,初步揭示其起源和演化历史。主要研究结果和结论如下:(1)成功提取质量较好的杉木总DNA;采用单因素法,建立了适合闽台杉木种质材料的ISSR-PCR最佳反应体系,即:在20μL反应体系中,含模板DNA40ng、25mM Mg2+2.0μL、10mM dNTP0.20μL、Taq DNA聚合酶0.5U、10μM引物1.2μL。(2)从60条ISSR引物中筛选出18条引物对闽台杉木种质资源进行PCR扩增,共扩增出了266条清晰、具多态性、且重复性较好的条带,各居群平均多态比率由高到低依次是:宁德寿宁(97.37%)>南平延平(93.23%)>南平武夷山(91.35%)>龙岩连城(88.72%)>福州闽侯(85.71%)>泉州德化(78.95)>台湾苗栗(78.57%)>台湾宜兰(69.92%)>台湾台中(63.16%)>台湾花莲(56.77%)>台湾南投(42.11%),闽台居群间多态比率达100%。这为分析闽台居群杉木之间的亲缘关系提供了可能性,同时也说明闽台杉木种质资源之间具有较高的遗传变异性。计算得到等位基因平均数Na、有效等位基因Ne、基因多样性指数He、Shannon信息指数值,变化规律略有差异,总体上呈一致性变化。说明不论是居群内,还是居群间都存在着较丰富的遗传多样性。宁德寿宁居群在11个参试居群中遗传变异能力最强,台湾南投居群最弱。(3)居群间平均遗传距离为0.60545,德化和延平的遗传距离最远,为0.7739;宜兰和台中的遗传距离最小,为0.2923,多数集中在0.60.7之间。说明闽台杉木种质资源具有较高的差异性,遗传多样性丰富。通过聚类分析可知,当相似系数为0.616时,该居群可分为6个类群,第一类群含德化和连城2个居群;第二类群含宜兰、台中、苗栗、花莲、南投5个居群;第三类群含寿宁和延平2个居群;第四类群仅武夷山1个居群;第五类群含福州、苗栗(3个样本)、花莲(1个样本)。(4)闽台杉木居群间的平均进化时间从大到小依次是:寿宁>延平>花莲>武夷山>连城>德化>宜兰>台中>福州>苗栗。认为,寿宁、延平可能是福建地区杉木居群的起源地,甚至可能是闽台地区杉木居群的起源地;花莲可能是台湾地区杉木居群的最早起源地。(5)基于ISSR分子标记分析闽台杉木种质资源的起源与演化分析结果可以看出,可能的迁移路线有2条:一是由寿宁,经武夷山、延平,连城、德化,再进入到南投;二是由寿宁经由福州,到达苗栗。以上研究从分子学角度揭示了闽台杉木野生种质资源的遗传多样性,在一定程度上鉴别了闽台杉木的亲缘关系、起源与演化关系,为解决闽台杉木分类问题提供可参考的意见,促进两岸杉木种质资源的基因交流,为杉木遗传改良奠定基础。