银杉的群体遗传结构和近交衰退
文献类型：学位论文
| 作者 | 王兆山 |
| 答辩日期 | 2011 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院植物研究所 |
| 导师 | 葛颂 |
| 关键词 | 银杉 群体遗传结构 近交衰退 微卫星标记 |
| 其他题名 | A study on population genetic structure and inbreeding depression of Cathayaargyrophylla |
| 英文摘要 | 银杉（Cathaya argyrophylla Chun et Kuang）是中国特有的第四纪冰期孑遗植物，属裸子植物松科（Pinaceae），仅分布于我国亚热带四个孤立的地区。早期对银杉群体开展的分子标记研究发现，银杉多样性水平偏低，群体分化强烈，并提出了银杉群体可能存在着一定程度的近交。然而，以往研究的取样不够全面，尤其是采用的分子标记在群体水平上的分辨率较低，对银杉的群体遗传结构的认识仍不全面，对近交以及近交衰退这一重要现象也未开展有针对性的研究。本研究自行开发了一套微卫星标记，并基于多年采集的天然群体材料，对银杉的群体遗传结构以及近交衰退进行较为深入的分析，取得了下列主要结果。 1. 银杉微卫星标记开发 采用目前广泛使用的磁珠富集法，从银杉核基因组中开发了一套微卫星（SSR）标记。通过152对引物的PCR扩增和来自不同地区群体样本的检测等步骤，最后筛选得到了50对表现稳定的SSR引物。根据对来自大瑶山和大娄山两个天然群体样本的检测发现，这套SSR引物每个位点的等位基因数（A）为2－7（平均A＝3.48）；观察杂合度（Ho）为0－0.8889（平均Ho＝0.3714），预期杂合度（HE）为0.2962－0.5952（平均HE＝0.4310）。这套微卫星标记在银杉群体中具有很高的多态性，适合用于进一步的群体遗传结构和近交衰退等群体水平的研究。 2. 银杉的群体遗传结构 用自行开发的50 对SSR 标记对来自八面山、大瑶山、越城岭和大娄山四个地区10 个群体478 个个体进行了群体遗传结构的分析。结果表明，物种水平上遗传多样性较高（A=10.42；HE＝0.6618），与其他裸子植物物种的变异水平相当。但在群体水平上，银杉的多样性（A=3.84；HE＝0.4310）要明显低于大多数裸子植物物种的SSR 估计值。与此相对，银杉所有群体间都出现了显著的遗传分化（平均FST＝0.3815）；并且有些不同地区群体之间的FST 反而不如地区内群体之间的FST 值大。进一步的AMOVA 分析表明，银杉的遗传变异在地区间占17.78%，地区内群体间占21.98%，检验均为显著，说明该物种的遗传分化在地区间和地区内群体间均十分明显。Mantel test 检测发现地理距离与遗传距离没有相关性（R² = 0.007，P=0.175），说明第四纪冰川导致银杉发生严重的片断化，进而引起强烈随机漂变。微卫星数据和形态学性状所构建的群体谱系关系均可以把四个地区很好地区分开来，说明不同地区的银杉群体无论在分子还是形态上都有了明显的分化。依据STRUCTURE 分析结果，我们认为银杉群体可分为6 群，除两个地区分别进一步细分为两个群外，银杉的四个分布区可以很好的区分开来，支持Wang & Ge（2006）银杉在第四纪冰期存在四个避难所的推论。 通过对QST 和FST 的对比分析发现，在各个层次上QST 都明显大于FST，八面山地区内QST 为0.7102，大娄山地区内QST 为0.70573，四个地区间QST 平均为0.8212，而大娄山地区和八面山地区内群体间FST 平均值分别为0.3127 和0.2782，四个地区间的FST 平均值为0.3717。说明银杉存在较严重的地方性适应。 3．银杉群体的 近交以及近交衰退 对来自四个地区的6个群体和在群体内按龄级确定的亚群体进行了近交和近交衰退的分析。结果表明，所有6个群体种子和幼树群体的FIS都显著大于零，说明银杉群体内存在广泛的近交。比较这几个亚群体的杂合度和近交系数FIS的变化发现，我们所分析的6个群体中，5个群体观察杂合度随龄级升高而升高，而FIS值的大体趋势是随龄级的增大而降低，说明随着年龄的增长，在银杉群体中纯合个体逐渐被淘汰，反映了近交衰退的存在。近交衰退降低了银杉群体的健康度，这很可能是冰期后银杉无法进行种群扩张的重要原因。在6个群体中，有5个群体中发现接近三分之一以上位点的杂合度随年龄的增长而增长，这一结果支持近交衰退起因于具有微弱作用的多基因位点纯合的观点。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 84 |
| 源URL | [http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11932]  |
| 专题 | 植物研究所_系统与进化植物学研究中心_系统与进化植物学研究中心_学位论文 |
| 作者单位 | 中国科学院植物研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王兆山. 银杉的群体遗传结构和近交衰退[D]. 中国科学院植物研究所. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：植物研究所
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