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SRAP分子标记技术,对于华顶杜鹃的遗传多样性有什么影响? 前言:华顶杜鹃生于海拔700~1200m的针阔叶混交林中,株

作者:初八没烦恼

SRAP分子标记技术,对于华顶杜鹃的遗传多样性有什么影响?

前言:华顶杜鹃生于海拔700~1200m的针阔叶混交林中,株高1~4m左右,树皮呈斑块状纵裂,花期较长,花色艳丽,具有较好的观赏价值,不过华顶杜鹃种间关系松散,整体关联性差,种群存在着不同程度的衰退现象,该物种亟需保护。

相关序列扩增多态性(SRAP)是一种基于PCR的新型分子标记技术,以复性变温法为核心,利用特定引物扩增开放阅读框(ORF)。

相比简单序列重复区间(ISSR)、随机扩增DNA多态性(RAPD)、简单重复序列(SSR)等分子标记,SRAP具有共显性高、重复性好、操作简便等优点,被广泛应用于种质资源鉴定评价、基因定位克隆、遗传多样性分析等方面的研究。

近年来,华顶杜鹃相关研究主要集中在群落结构、种子萌发与育苗等方面,在分子层面的研究较少,本研究利用SRAP分子标记,对不同居群华顶杜鹃的遗传多样性进行分析。

采集华顶杜鹃不同植株的叶片,冲洗、晾干、研磨之后,采用十二烷基磺酸钠法(SDS法)提取华顶杜鹃叶片基因组DNA用于电泳检测。利用PCR反应体系,从140对引物中筛选重复性好、多态性高的组合,用于SRAP-PCR扩增。

随后进入循环,循环结束后,分别以“0”与“1”表示条带的缺失和存在,利用SRAP-PCR的统计结果计算居群水平和物种水平的遗传参数,再进行UPGMA聚类分析。

总共筛选到8个引物组合,利用这些引物扩增得到的条带清晰度高、稳定性好、多态性丰富,可用于后续的读带和统计分析。

利用8对引物共扩增出263个位点,其中多态性位点261个,多态位点百分率为99.24%,平均每对引物扩增出32.87个位点。

物种水平上,华顶杜鹃的H为0.2215,I为0.3579,而居群水平的PPB均值为36.96%,I与H的均值分别为0.1817和0.1199,数据低于物种水平。

各居群的遗传参数也存在较大的差异,KCS的遗传参数(Na、Ne、H、I)都大于其他居群,具有较高的遗传多样性。

各居群间遗传距离范围为0.1167~0.2173,平均遗传距离为0.1567。

其中KCS和CZ的遗传距离最大,为0.2173,遗传一致度最小,为0.8047,说明居群间存在较大的遗传差异,它们的关系较远。

DCJ与CZ的遗传距离最小,为0.1167,遗传相似系数最大,为0.8899,表明2个居群的遗传差异性最大。

遗传分化系数(Gst)和基因流(Nm)的计算结果表明,5个居群间的Gst为0.4596,即遗传变异中有45.96%来自于居群间,54.04%存在于居群内,Nm为0.5878,该值小于1,表明居群间的遗传交流少。

聚类分析结果显示,当遗传相似系数为0.31时,5个居群聚为2个不同的分支,第一支包括居群TGJ、KCS和TTS,另一支包括居群DCJ和CZ,表明DCJ、CZ与其他3个居群间的关系相对较远。

随着相似系数的升高,居群个体间的遗传关系更加明确,同一地理来源的样品聚为一组,居群之间没有任何交叉。

在遗传相似系数约为0.56时,TTS居群的10个样品被分为两支,TTS3单独聚于一支,说明TTS3与该居群内其他个体间存在一定的差异。

本研究也得到了类似的结果,在物种水平上,华顶杜鹃的PPB值高达99.24%,I值为0.3579,H值为0.2215,高于许多濒危的灌木物种,而居群水平上的遗传参数远小于物种水平,表明华顶杜鹃居群内个体的遗传变异水平相对较低。

植物种群的遗传变异主要受到种群大小、繁育系统、基因流等因素的影响,其中基因流的迁移可以防止种群分化,阻止种群内遗传变异的减少。

植物的基因交流需要依靠花粉、孢子等携带遗传物质的媒介,而华顶杜鹃的繁育系统为异交,可以通过种子或花粉的扩散进行居群间和居群内基因的交流。

结论:

综上,研究中华顶杜鹃居群间的遗传分化系数为0.4596,表明遗传变异大部分出现在居群内,其余发生在居群间。

当Nm<1时,遗传漂变会导致种群间发生明显的遗传分化,华顶杜鹃Nm为0.5878,说明居群间发生了遗传漂变,它是居群间发生遗传分化的重要原因之一。

SRAP分子标记明确了华顶杜鹃的遗传多样性,为后续开展华顶杜鹃的保护和合理利用提供了依据。

SRAP分子标记技术,对于华顶杜鹃的遗传多样性有什么影响? 前言:华顶杜鹃生于海拔700~1200m的针阔叶混交林中,株
SRAP分子标记技术,对于华顶杜鹃的遗传多样性有什么影响? 前言:华顶杜鹃生于海拔700~1200m的针阔叶混交林中,株
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