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龙竹、勃氏甜龙竹和巨龙竹是云南省的三个重要的经济竹种,它们主要分布在云南的西部、南部和西南部,均属于大型热性丛生竹,对这三个竹种的遗传多样性和遗传分化的研究将对其种质资源的保护有重要的意义。本研究从种群水平探讨了三个竹种的遗传多样性及其分化水平,以期为选择和培育优势种质资源提供基础资料。
本研究利用ISSR分子标记技术,对课题组收集的龙竹7个种群地(宁洱、新平、石屏、勐海、六库、耿马、双江)113个样本、勃氏甜龙竹6个种群地(石屏、西盟、金平、新平、宁洱)84个样本、巨龙竹4个种群地(孟连、勐海、西盟、沧源)54个样本进行不同地理种群的遗传多样性和遗传分化研究。主要结果如下:
1、龙竹7个种群地113个样本的遗传多样性和遗传分化。
从79条引物中筛选出7条带清晰重复性好的ISSR.引物用于正式扩增。在所研究的7个种群共113个个体中检测到清晰且重复性好的91个有效位点,其中有82个多态位点。在居群水平上,多态位点百分率(PPB)为12.24%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.0436和0.0652。在物种水平上,多态位点百分率(PPB)为90.11%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.3085和0.4588,表明其具有较高的遗传多样性。种群间的遗传分化系数(Gst)达0.8583,表明在物种水平上,有14.17%的遗传变异存在于种群内,而85.83%的遗传变异存在于种群间,种群之间表现出较高水平的遗传分化。居群间的基因流(Nm)仅为0.0826。聚类分析表明,113份材料基本上可分为两大类群,石屏种群、宁洱种群和新平居群聚为一支,双江种群、勐海种群、六库种群和耿马种群聚为另一支,说明石屏、宁洱和新平三个龙竹种群与其余的四个种群产生了一定的遗传分化。Neis遗传距离显示新平种群和双江种群的遗传距离最远,为0.6695,六库种群和耿马种群的遗传距离最近,为0.0505。
2、勃氏甜龙竹6个种群地84个样本的遗传多样性和遗传分化。
从80条引物中筛选出7条带清晰重复性好的ISSR引物用于正式扩增。在所研究的6个种群共84个个体中检测到清晰且重复性好的76个有效位点,其中有73个多态位点。在居群水平上,多态位点百分率(PPB)为13.38%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.0507和0.0742。在物种水平上,多态位点百分率(PPB)为96.05%,Neis基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.3130和0.4714,基因多样度(Hs)和总基因多样度(Ht)分别为0.0507和0.3222,表明其具有较高的遗传多样性。种群间的Nei’s基因分化系数(Gst)是0.8427,表明在物种水平上,有15.73%的遗传变异存在于种群内,而84.27%的遗传变异存在于居群间,种群之间表现出较高水平的遗传分化。居群间的基因流(Nm)为0.0933。聚类分析表明,84份材料基本上可分为两大类群,沧源、石屏、宁洱、新平、西盟、金平6个种群聚为一支,而沧源的甜龙竹种群与其余的五个种群产生了较大的遗传分化。Neis遗传距离显示石屏种群和沧源种群的遗传距离最远,为0.6976,西盟种群和金平种群的遗传距离最近,为0.0484。
3、巨龙竹4个种群地54个样本的遗传多样性和遗传分化。
从80条引物中筛选出7条带清晰重复性好的ISSR引物用于正式扩增。在所研究的4个种群共54个个体中检测到清晰且重复性好的73个有效位点,其中有54个多态位点。在居群水平上,多态位点百分率(PPB)为9.59%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.0363和0.0536。在物种水平上,多态位点百分率(PPB)为73.97%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.2600和0.3921,表明其具有较高的遗传多样性。种群间的遗传分化系数(Gst)达0.8634,表明在物种水平上,有13.66%的遗传变异存在于种群内,而86.34%的遗传变异存在于种群间,种群之间表现出较高水平的遗传分化。种群间的基因流(Nm)仅为0.0791。聚类分析表明,54份材料基本上可分为两大类群,孟连、西盟、勐海、沧源4个种群聚为另一支,其中孟连巨龙竹种群与其余的三个种群产生了较大的遗传分化。Neis遗传距离显示西盟种群和孟连种群的遗传距离最远,为0.5726,勐海种群和沧源种群的遗传距离最近,为0.2470。
三个竹种部分种群遗传多样性水平较低,可能是因为种群规模较小,在预定的取样间距下可采集的样本数少,抽样误差大,也可能是多数样本源于同一无性系。因此,要彻底认识三个竹种云南种群的遗传多样性,还需要在广泛取样和加大样本数目的基础上深入研究。从试验结果来看三个竹种的遗传多样性丰富,不同种群间的遗传分化较高,所以,在种质资源就地保护时应该建立尽可能多的保护点,对其原生生境进行必要的保护,使它能在自然界自然恢复;在进行迁地保护时,要广泛地对其种群和竹丛加以充分的采样,以保持其丰富的遗传多样性。