中國刺槐遺傳多樣性和抗寒性地理變異規(guī)律的研究.pdf

1、刺槐(Robinia pserdoacacia L.)原產(chǎn)美國東部的阿柏拉契山脈(Appalachian Mt.)和奧薩克山脈(Ozank Mt.)一帶，在世界速生闊葉樹種中，栽培面積僅次于桉樹占第二位。由于刺槐具有較強的適應(yīng)性、生長的速生性和用途的多樣性被許多國家廣泛引種栽培，與楊樹、桉樹一起被稱為世界上引種最成功的3大樹種之一。刺槐于1898年引入中國，引進后得到迅速擴大栽植，目前遍布全國各地，在千差萬別的自然條件和人工種植條件下，

2、經(jīng)歷長期的自然選擇和人工選擇過程，蘊藏著極其豐富的基因類型，形成遺傳多樣性，存在地理變異模式。2003年開始，本課題組從遼寧、甘肅、河北、云南等刺槐主要分布區(qū)收集刺槐種子，通過研究刺槐在我國形成的次生種源的遺傳多樣性和遺傳變異，對刺槐種質(zhì)資源的遺傳變異及其演化進行探討，為將來更好地利用這一寶貴資源奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下： 1.通過對刺槐AFLP反應(yīng)體系各影響因素的摸索，建立了一套適合于刺槐的AFLP銀染技術(shù)優(yōu)化體系。該體系中

3、各優(yōu)化因素為：模板DNA的用量200-400 ng，酶切體系中Mse I和EcoR I的用量均為3U，酶切時間2h，T<,4>DNA連接酶的用量為1.5U，連接時間最好過夜，連接產(chǎn)物稀釋10倍和預(yù)擴增產(chǎn)物稀釋10倍。以引物E+3/M+3構(gòu)建了刺槐種質(zhì)資源的AFLP指紋圖譜，該圖譜擴增帶多，多態(tài)性強，且質(zhì)量好。 2.應(yīng)用AFLP分子標記技術(shù)對分布于全國的10個刺槐種源群體進行了遺傳多樣性的研究。用篩選出的10對引物對10個群體進行

4、AFLP分析，共獲得752條清晰的譜帶，其中多態(tài)性條帶352個，多態(tài)帶百分率為46.8％。刺槐在種級水平的遺傳多樣性參數(shù)略高于群體水平，多態(tài)位點百分率(P)分別為49.87％、25.47％，Shannon's信息指數(shù)(I)分別為0.2160、0.1381，Nei's基因多樣性指數(shù)㈣分別為0.1403、0.0927。Nei's基因多樣性指數(shù)和Shannon's信息指數(shù)的AFLP統(tǒng)計結(jié)果，都顯示出中國刺槐遺傳多樣性主要存在于種群內(nèi)。

5、 3.UPGMA聚類分析可以將10個刺槐群體分為三大類群，第一大類包括陜西楊陵、甘肅涇川、內(nèi)蒙赤峰、山東濰坊和河北昌黎，在地理分布上位于我國的中西部地區(qū)，緯度分布于34.27°N～42.28°N的范圍內(nèi)；第二大類包括安徽肥西、湖北新洲、河南盧氏、云南昆明，地理緯度均小于第一大類的群體，緯度分布于25.04°N～34.06°N的范圍內(nèi)；第三大類僅包括遼寧的朝陽，緯度為41.58°N。中國刺槐群體間親緣關(guān)系與其地理分布有一定的相關(guān)性，但沒有

6、表現(xiàn)出明顯的隨地域變化遺傳結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變的現(xiàn)象，并沒有形成明顯的地理變異模式。 4.了解刺槐遺傳變異的空間分布格局對于制定科學(xué)的基因資源保護和利用策略具有重要作用。在刺槐遺傳改良工作中，優(yōu)良種源、優(yōu)良群體和優(yōu)良個體選擇不容忽視。因此群體及群體內(nèi)個體的保護保存很重要，尤其是特殊生境群體和在分類與遺傳上具有不可替代的獨特性的群體需優(yōu)先保護。如陜西楊陵群體特異帶所占比例最高，擁有其他群體沒有的基因類型。遼寧朝陽群體的遺傳多樣性指數(shù)明

7、顯高于其他群體，群體內(nèi)個體的基因型十分豐富。群體間的遺傳分化指數(shù)Gst為0.3390，即群體間的遺傳變異占總變異的33.90％，群體內(nèi)遺傳多樣性大于群體間遺傳多樣性。因此刺槐的遺傳改良應(yīng)主要集中在群體內(nèi)個體的改良上，同時也要考慮群體間優(yōu)良群體的選擇，通過群體選擇和優(yōu)樹選擇相互配合，從而取得最大的遺傳增益。 5．試驗選取來自12個省份的17個刺槐群體為材料，測定了各個群體在人工冷凍處理下的相對電導(dǎo)率、鉀離子相對滲出率、失水率、水分

8、飽和虧缺，并進行枝條的生長恢復(fù)試驗。采用隸屬函數(shù)值法對各項指標測定值用模糊數(shù)學(xué)隸屬度公式進行定量轉(zhuǎn)換，根據(jù)函數(shù)值的大小對17個群體抗寒性進行綜合評定，并利用綜合評定結(jié)果與種源地的地理因子(經(jīng)、緯度)、氣候因子(溫度、降水)作相關(guān)分析，結(jié)果表明：所測定的各項指標與抗寒性綜合評定結(jié)果具有顯著的相關(guān)性，刺槐不同群體間抗寒性差異顯著，各種源抗寒能力與所在的地的年均溫和年均降水量呈顯著負相關(guān)，與緯度呈極顯著正相關(guān)。初步判斷，中國刺槐抗寒性地理變異