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东北林区主要珍贵用材树种种质遗传多样性评价与保护策略

作　者: 陈常美
导　师: 于景华
学　校: 东北林业大学
专　业: 植物学
关键词: 东北林区红松黄檗胡桃楸 SSR 遗传多样性
分类号: S757
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

东北林区是我国最大的天然林区,红松、黄檗、胡桃楸均为该林区重要的珍贵树种,其分布区亦以东北林区为主,但它们的遗传多样性家底不清,严重影响了种质资源科学保护策略的制定。本文应用SSR技术对东北林区大尺度范围内81个群体的红松、17个群体的黄檗和30个群体的胡桃楸遗传多样性本底开展了研究,意在揭示它们的遗传多样性水平,为其种质资源的合理利用和有效保护提供基础数据和理论依据。主要研究结果如下：1.通过磁珠富集法分别开发了红松、黄檗、胡桃楸多态性较好的SSR引物13、15、20对。2.应用上述引物,对东北林区范围内采集的红松、黄檗、胡桃楸样品分别进行了遗传多样性分析,结果表明：红松Nei多样性指数(H)平均值为0.2622,Shannon多样性指数(Ⅰ)平均值为0.5369,说明该地红松具有较高水平的遗传多样性；黄檗Nei多样性指数(H)平均值为0.1531,Shannon多样性指数(Ⅰ)平均值为0.4159；胡桃楸Nei多样性指数(H)平均值为0.1774,Shannon多样性指数(Ⅰ)平均值0.5017。3.红松种群间遗传分化系数0.3785,即种群间的遗传变异占总变异的37.85%,说明东北地区红松的遗传变异主要存在于种群内,种群间的基因流Nm为1.24,表明红松种群间存在一定程度的基因交流但不是很高；黄檗种群间的遗传分化指数为0.1311,种群间存在一定程度的遗传分化,即种群间的遗传变异占总变异的13.11%,Nm=1.5836；胡桃楸种群间的遗传分化指数为0.1039,即种群间的遗传变异占总变异的10.39%。4.对采集的81个红松群体、17个黄檗群体和30个胡桃楸群体的遗传多样性进行了研究,发现在张广才岭和小兴安岭地区分布的红松、黄檗、胡桃楸的遗传多样水平均高于其他地区,推测原因可能是当第四冰期来临时在小兴安岭和张广才岭形成了我国天然红松、黄檗、胡桃楸的避难所。依据对红松、黄檗、胡桃楸的遗传多样的研究和基于DIVA-GIS作图,提出了相应的种质资源保护策略。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-17
  1.1 遗传多样性及研究进展  7
  1.2 遗传多样性保护的相关研究  7-8
  1.3 SSR分子标记在植物遗传多样性研究中的应用  8-9
  1.4 东北林区珍贵用材树种种质资源的概况  9-11
    1.4.1 东北林区主要珍贵用材树种及种质遗传多样性的研究进展  9-11
      1.4.1.1 红松及其遗传多样性的研究进展  9-10
      1.4.1.2 黄檗及其遗传多样性的研究进展  10-11
      1.4.1.3 胡桃楸及其遗传多样性的研究进展  11
  1.5 研究的目的和意义  11
  1.6 研究区域概况  11-17
2 SSR实验材料与方法  17-39
  2.1 实验材料  17-19
    2.1.1 不同采样地点样地基本信息  17-19
  2.2 磁珠富集法开发SSR引物  19-23
    2.2.1 实验材料  19
    2.2.2 菌株、质粒、培养基与主要试剂  19-20
    2.2.3 技术路线  20
    2.2.4 主要试验方法  20-23
      2.2.4.1 DNA的提取  20
      2.2.4.2 DNA质量的检测  20
      2.2.4.3 限制性酶切及连接因组酶切  20-21
      2.2.4.4 磁珠富集含有SSR位点的片段  21-22
      2.2.4.5 阳性克隆的筛选  22
      2.2.4.6 试验数据分析  22
      2.2.4.7 引物的多态性和特异性验证  22-23
  2.3 实验方法  23-26
    2.3.1 实验材料  23-24
    2.3.2 方法  24-26
      2.3.2.1 总DNA的提取  24-25
      2.3.2.2 模板DNA的纯化  25
      2.3.2.3 DNA浓度检测  25
      2.3.2.4 红松、黄檗、胡桃楸SSR引物的筛选  25
      2.3.2.5 PCR扩增  25
      2.3.2.6 毛细管电泳方法检测片段大小  25
      2.3.2.7 数据处理  25
      2.3.2.8 数据分析  25-26
  2.4 SSR引物开发实验结果  26-35
    2.4.1 获得的短基因组DNA质量检测  26
    2.4.2 SSR富集文库  26-27
    2.4.3 阳性克隆的蹄选  27-28
    2.4.4 阳性克隆测序  28-29
    2.4.5 PAGE检测情况  29-30
    2.4.6 PCR反应条件的优化和引物筛选结果  30-34
    2.4.7 筛选的引物对数统计  34-35
  2.5 SSR实验结果  35-37
    2.5.1 DNA提取结果  35-36
    2.5.2 毛细管电泳结果  36-37
  2.6 小结  37-39
3 遗传多样性分析  39-52
  3.1 红松遗传多样性分析  39-42
    3.1.1 红松物种和种群水平的遗传多样性  39-41
    3.1.2 种群遗传分化  41
    3.1.3 种群间遗传一致度和遗传距离及UPGMA聚类分析  41-42
  3.2 黄檗遗传多样性相关分析  42-45
    3.2.1 黄檗物种和种群水平的逮传多样性  42-43
    3.2.2 种群遗传分化  43
    3.2.3 种群间遗传一致度和遗传距离及UPGMA聚类分析  43-45
  3.3 胡桃楸遗传多样性相关分析  45-47
    3.3.1 胡桃楸物种和种群水平的遗传多样性  45-46
    3.3.2 种群遗传分化  46
    3.3.3 种群间遗传一致度和遗传距离及UPGMA聚类分析  46-47
  3.4 分布于国家级自然保护区的红松、黄檗、胡桃楸的遗传多样性分析  47-48
    3.4.1 红松的遗传多样性分析  47
    3.4.2 黄檗的遗传多样性分析  47-48
    3.4.3 胡桃楸的遗传多样性分析  48
  3.5 讨论  48-52
    3.5.1 红松遗传多样性水平比较  48
    3.5.2 黄檗遗传多样性水平比较  48-49
    3.5.3 胡桃楸遗传多样性水平比较  49-52
4 三种植物的保护建议  52-56
  4.1 针对红松的保护建议  52-53
  4.2 针对黄檗的保护建议  53-54
  4.3 针对胡桃楸的保护建议  54-56
5 结论  56-58
  5.1 结论  56-57
  5.2 本文创新点  57
  5.3 本文存在的问题  57-58
参考文献  58-62
附录  62-66
攻读学位期间发表的学术论文  66-67
致谢  67-68

东北林区主要珍贵用材树种种质遗传多样性评价与保护策略

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