对濒危植物金钱松遗传多样性及亲本分析的研究

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金钱松是我国特有的单属种植物,在裸子植物松科的系统发育、古生态和古气候的研究方面具有重要的意义。由于地质变迁、生态恶化、数量不多、天然更新能力低等原因,致使此树种成为濒危植物种。对于濒危物种种群间和种群内遗传多样性的评估,目前已成为保护遗传学中一个最主要的研究内容。对濒危植物交配系统的研究,对于繁育生物学和生物多样性保护和管理也具有重要的意义,根据濒危植物的交配系统可以制定正确的监测濒危物种遗传多样性的取样策略,同时也可以指导迁地人工繁育的进行。近年来,对于松科植物遗传多样性和基因流的研究越来越多,但大部分的研究仍都是停留在通过同工酶标记来分析松科种群的遗传多样性以及花粉和种子的散布特征。只有极少数学者用到SSR分子遗传标记技术,由于成本较高,对操作技术和条件的要求性较为严格,目前在国内,应用SSR标记技术分析松科种群遗传结构和基因流仍处于起步阶段。另外在对松科植物种群中种子和花粉传播特征的研究上,目前研究的重点仍旧是通过分析种群中种子的亲本来得到花粉的传播特征,而对于种群中实生苗的亲本分析,目前的大部分研究仍旧缺乏足够的亲本判别能力,不能清楚的判别种群中实生苗亲本的性别。本研究通过SSR分子遗传标记技术对一片天然连续分布的金钱松种群进行了遗传多样性和交配系统分析,并利用核SSR和叶绿体SSR对种群中的所有实生小苗进行了亲本分析。研究的结果主要有:(1)本次研究成功的筛选出了5对核SSR引物和2对叶绿体SSR引物。在种群中共检测到平均等位基因数为8.6,每个位点的等位基因数为5~14。通过Cervus软件分析得到SSR位点总的遗传排除率达到0.99以上。(2)金钱松天然群体具有较高的遗传多样性,种群中成木和实生苗的Shannon多样性指数均在1.2以上,平均期望杂合度分别为0.639和0.614。(3)在对该种群的遗传多样性分析中,发现种群的固定指数F大于0,且种群的平均观察杂合度小于期望杂合度,这说明该群体中杂合子略微不足,有近亲交配的倾向,可能是受到周围居民生活的干扰导致。(4)金钱松属于以异交为主的混合交配系统,该天然种群的平均多位点异交率为0.846,其平均单位点异交率为0.792,近交系数为0.054。(5)本研究综合运用核SSR和叶绿体SSR标记,成功的得到了该种群实生苗的亲本分析,在总共120株小苗中,有85棵(70.8%)找到了互补亲本对,有36棵(30%)小苗找到了单一亲本。另外有4株小苗没有找到亲本,与另外17株没有发现母本的小苗在一起被认为是外来种群种子的迁徙。
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