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马尾松与黄山松种间基因渐渗研究

【摘要】:本文利用公共数据库中的松树EST序列,进行了微卫星(SSR)序列查找、引物设计和筛选,并利用筛选出的带型清晰的引物组合对按海拔高度采自安徽黄山的马尾松和黄山松270株个体进行了基因渐渗研究。分析的270株个体按海拔梯度分成8个组群,通过等位基因频率变异分析,揭示了马尾松与黄山松种间基因渐渗随海拔高度的变化趋势。主要研究内容与结果如下: 1.统计了不同海拔松树种子的饱满度、发芽率及绝对发芽率,发现杂种区域(海拔约900-1100m)的种子饱满度及绝对发芽率出现骤降的现象,这可能与两个物种的种间隔离障碍有关。 2.为研究两个物种分化的遗传机制,本文开展了分子标记开发研究。首先进行了松树、桉树和杨树几个不同树种EST序列中微卫星的比对研究,微卫星序列是真核生物基因组中的重要特征序列,其变异情况与生物的进化历程相关,这一工作为利用微卫星标记进行马尾松与黄山松的种分化研究提供了生物信息学参考。 3.对在松树EST序列中查找到的微卫星,进行了引物设计,并对其中的301对引物进行了引物合成,经初步筛选获得218对有扩增产物的引物。对这些扩增成功的引物,选取了其中的150对引物对它们在松科树种中的通用性进行了实验分析,结果显示本实验开发的SSR引物在松科树种中的通用率很高,达到90%以上。在引物扩增实验的基础上,利用杂种域单株树上8粒种子的胚乳进行了引物扩增位点分析。 4.在单倍体家系材料扩增实验的基础上,选取了14对带型清晰的引物,对采集的270株个体进行了基因渐渗按海拔高度变异趋势的实验分析。这些引物在群体中共扩增出了56个等位基因,每个引物扩增出的等位基因数在2-6个之间。研究发现大部分等位基因(70%)在两个树种间无明显的渐渗障碍,但有17个等位基因的渐渗情况随海拔高度有明显的变化趋势,其中12个等位基因频率随海拔升高而减少,而其它的5个等位基因频率随着海拔升高而增加。这一结果显示了两个树种基因组中的不同位点在两个树种间渗渐能力的差异,基因渗渐在两个树种中双向发生,但马尾松向黄山松的基因渗渐占主导地位。不同等位基因渗渐能力的差异预示了不同位点在维持两个树种分化中的不同作用,研究结果为了解马尾松与黄山松种分化的遗传机制提供了直接证据。

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