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题目:秦岭地区五味子属植物SSR遗传多样性分析

关键词:秦岭,五味子属,遗传多样性,SSR

  摘要


五味子属(Schisandra Michx.)隶属于五味子科(Schisandraceae),主要分布在我国西南部至东部地区。传统医学将这类植物的根、茎、果实、种子入药。国内对五味子属植物仅限于化学成分分析、分类及系统学等方面研究。本论文以秦岭地区4种五味子属植物红花五味子(Schisandra rubriflora)、华中五味子(Schisandra sphenanthera)、金山五味子(Schisandra glaucescens)、狭叶五味子(Schisandra lancifolia)和华中五味子5个居群(洋县、太白县、山阳县、平利县和宁强县)为研究对象,采用SSR分子标记分析其遗传多样性,为五味子属植物遗传多样性研究及药用资源的可持续利用提供实验依据。主要结论如下:
1. 采用单因素梯度实验和正交设计实验筛选出最佳SSR-PCR反应体系,即20 μL反应体系中包含1.00 U Taq DNA聚合酶、2.00 mmol/L Mg2+、60.00 ng DNA模板、0.15 mmol/L dNTP、0.40 μmol/L引物和2.50 µL 10×PCR Buffer。所建立的SSR反应体系稳定、重复性好,为秦岭地区五味子属植物的分子研究提供实验依据。
2. 利用9对SSR引物对秦岭地区4种五味子属植物进行扩增。9对SSR引物共检测到61条可区分的DNA条带,每对引物的扩增条带数变化范围在5~11,每对引物平均可扩增出6.7个条带。
3. 秦岭地区4种五味子属植物多态性条带百分比(PPB)为75.41﹪~95.08﹪,Nei’s基因多样性指数(H)为0.2477~0.3853,Shannon’s 多样性信息指数(I)为0.3686~0.5615。比较秦岭地区4种五味子属植物的遗传多样性参数,表明华中五味子遗传多样性最高,最低的为红花五味子。遗传分化系数(Gst)显示秦岭地区4种五味子属植物的遗传变异以种内遗传变异为主,种间的基因流(Nm)为1.5705(>1),说明遗传漂变在秦岭地区五味子属植物的遗传分化中起的作用很小。
4. 根据基于遗传相似系数的UPGMA聚类图,可将秦岭地区4种五味子属植物分为两大类,第Ⅰ类包括红花五味子和狭叶五味子;第Ⅱ类包括华中五味子和金山五味子。每个种内的个体几乎都可以聚在一个组内,说明种间的个体差异相对较大,同一种的个体之间的差异较小。
5. 主坐标分析表明,红花五味子、金山五味子和狭叶五味子每个种其个体集中分布,而华中五味子个体分布较广,表明其遗传背景宽广,遗传多样性丰富。
6. 通过对秦岭地区华中五味子5个居群进行遗传多样性分析,其多态性条带百分比(PPB)平均值为72.80﹪, Nei’s基因多样性指数(H)平均值为0.2786,Shannon’s 多样性信息指数(I)平均值为0.4105。居群内遗传多样性水平最高的为洋县,最低的为宁强。居群内和居群间对遗传变异的贡献率分别为64.76﹪和35.24﹪,说明遗传变异主要存在于居群内。各居群间基因流(Nm)变化范围为1.0290~2.7009,表明居群间具有较大的基因流,基因流(Nm)大于1,说明居群间的遗传分化不是由遗传漂变引起的。