基于SSR标记的黑龙江省茖葱天然种群遗传多样性分析.pdf
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1、收稿日期:基金项目:国家林业和草原局科技发展中心生物安全与遗传资源管理项目().作者简介:臧丹丹(),女,助理研究员,研究方向:野生植物资源,E m a i l:z a n g d a n d n a i g a a c c n;通信作者:周玉迁(),男,研究员级高级工程师,研究方向:野生植物资源调查,E m a i l:z h o u y u q i a n c o m.D O I:/j c n k i f b s i c 基于S S R标记的黑龙江省茖葱天然种群遗传多样性分析臧丹丹,姜思佳,周玉迁,赵恒田,王宁(中国科学院东北地理与农业生态研究所,哈尔滨 ;黑龙江省森林植物园,哈尔滨 )摘
2、要:研究采用简单重复序列(S S R)分子标记方法,对黑龙江省 种茖葱进行遗传多样性分析,计算不同茖葱种质遗传多样性相关性数值,并通过一系列软件对上述相似性数值进行聚类分析.结果表明:黑龙江省不同茖葱种质间遗传距离较远,存在较丰富的遗传多样性.通过U P GMA软件可以将黑龙江省 份茖葱种质聚类分为两大类群和,第类群和第类群又各分为个亚类群,聚类结果反映的不同种质间亲缘关系与其种植地点有一定关联.S S R聚类分析结果显示:亲缘关系近的品种有伊春五营翠北林场和伊春新春林业局北沟林场,另外,鹤北金矿林场、同江前进农场和伊春红星林业局汤北林场品种间亲缘关系较近.S S R分子标记技术揭示黑龙江省主
3、要野生茖葱种源群体的遗传多样性,为黑龙江省茖葱种质资源的保护与高效利用提供理论基础.关键词:茖葱;黑龙江省;S S R分子标记;遗传多样性中图分类号:S 文献标识码:AG e n e t i cD i v e r s i t yA n a l y s i so fN a t u r a lP o p u l a t i o n so fA l l i u mv i c t o r i a l i sLi nH e i l o n g j i a n gP r o v i n c eB a s e do nS S R M a r k e r sZ a n gD a n d a n,J i a n
4、 gS i j i a,Z h o uY u q i a n,Z h a oH e n g t i a n,W a n gN i n g(N o r t h e a s t I n s t i t u t eo fG e o g r a p h ya n dA g r o e c o l o g y,C A S,H a r b i n ;F o r e s tB o t a n i c a lG a r d e no fH e i l o n g j i a n gP r o v i n c e,H a r b i n )A b s t r a c t:I nt h i ss t u d y,
5、w eu s e ds i m p l er e p e a t e ds e q u e n c e(S S R)m o l e c u l a rm a r k e r s t oa n a l y s e t h eg e n e t i cd i v e r s i t yo f A l l i u mv i c t o r i a l i ss p e c i e s i nH e i l o n g j i a n gP r o v i n c e,a n dc a l c u l a t e d t h eg e n e t i cd i v e r s i t yo f d i
6、 f f e r e n tAv i c t o r i a l i sg e r m p l a s m,a n d t h e nu s e da s e r i e so f s o f t w a r e t oa n a l y s e t h e s i m i l a r i t yo f t h e a b o v ev a l u e s T h e r e s u l t s s h o w e dt h a t t h e r ew e r es i g n i f i c a n t g e n e t i cd i f f e r e n c e sa m o n g
7、Av i c t o r i a l i sv a r i e t i e s i nH e i l o n g j i a n gP r o v i n c e,w i t hr i c hg e n e t i cd i v e r s i t y T h r o u g hU P GMAc l u s t e ra n a l y s i s,Av i c t o r i a l i sv a r i e t i e sw e r ed i v i d e d i n t ot w om a j o rg r o u p sIa n dI I,a n dt h e I a n dI Ig
8、 r o u p sw e r e f u r t h e rd i v i d e d i n t ot w os u b g r o u p sr e s p e c t i v e l y T h ec l u s t e r i n gr e s u l t ss h o w e dt h a t t h e r ew a sac e r t a i nc o r r e l a t i o nb e t w e e nt h eg e n e t i cr e l a t i o n s h i pi nd i f f e r e n tv a r i e t i e sa n dt
9、 h e i ro r i g i n s T h er e s u l t so fS S Rc l u s t e ra n a l y s i ss h o w e dt h a t t h ev a r i e t i e sw i t hc l o s eg e n e t i cr e l a t i o n s h i p sw e r eC u i b e iF o r e s tF a r mi nW u y i n g,Y i c h u n,a n dB e i g o uF o r e s tF a r mi nY i c h u nX i n c h u nF o r
10、 e s t r yB u r e a u I na d d i t i o n,t h ev a r i e t i e so fH e b e iG o l dM i n eF o r e s tF a r m,T o n g j i a n gQ i a n j i nF a r m,a n dT a n g b e iF o r e s tF a r mi nY i c h u nH o n g x i n gF o r e s t r yB u r e a uh a dc l o s eg e n e t i cr e l a t i o n s h i p s,t o o S S
11、Rm o l e c u l a rm a r k e r t e c h n o l o g yr e v e a l s t h eg e n e t i cd i v e r s i t yo fm a i nw i l dAv i c t o r i a l i si nH e i l o n g j i a n gP r o v i n c e,p r o v i d i n gat h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h ep r o t e c t i o na n de f f i c i e n tu t i l i z a t i o no
12、 fAv i c t o r i a l i sg e r m p l a s mr e s o u r c e s i nH e i l o n g j i a n gP r o v i n c e K e yw o r d s:A l l i u mv i c t o r i a l i sL;H e i l o n g j i a n gp r o v i n c e;S S Rm a r k e r s;G e n e t i cD i v e r s i t y第期(总第 期)中 国 林 副 特 产N o (T o t a lN o )年 月F o r e s tB y P r o
13、d u c t a n dS p e c i a l i t y i nC h i n aO c t 茖葱(A l l i u mv i c t o r i a l i sL)是一种多年生草本植物,广泛分布于北半球.在中国,茖葱主要分布在东北、内蒙古、河北等北方地区.茖葱作为一种药食兼用植物,具有良好的发展前景.近年来,随着茖葱的营养价值和有效成分研究的深入,茖葱的经济价值持续得到关注 .此外,茖葱在黑龙江省分布较广,但随着人类活动和自然环境的破坏等情况的发生,茖葱的野生种群数量逐渐减少,对茖葱种质资源的保护和利用也变得越来越重要.遗传多样性是生物种群适应环境变化和进化的基础,也是种质资源保护
14、和利用的重要基础.因此,对茖葱遗传多样性的研究具有重要的理论和实践意义.茖葱含有许多活性成分,包括挥发油类物质、黄酮类化合物、糖类物质、丰富的维生素、可溶性蛋白、纤维素、微量元素等,在保护心血管系统、消炎、保护肝脏、抵御肥胖方面功效显著.茖葱作为一种重要的药食兼用植物,被广泛应用于中药制剂和保健品中.因此,茖葱的种质资源保护和利用具有很高的经济和社会价值.对于茖葱研究目前主要停留在活性成分开发、提取工艺优化、外部形态、核型分析等方面,在分子生物学和遗传多样性评价方面研究较少,且有关茖葱育种研究相对滞后,严重制约了茖葱产业化发展.分子D NA标记是种质资源遗传多样性分析最有用工具之一.分子标记技
15、术主要用于遗传多样性研究、分子辅助选择(MA S)、亲子关系分析、数量性状基因(QT L)定位、品种鉴定、系统发育关系和遗传图谱等.各种分子标记均可用于开发茖葱遗传研究,包括简单序列重复(S S R s)、简 单序列间重 复(I S S R s)、限制性片段长度多态性(R F L P)、多态性D NA的随机扩增(R A P D)、扩增片段长度多态(A F L P)和 单 核 苷 酸 多 态 性(S N P s).其 中,S S R非常有利于茖葱遗传学研究和育种中的各种应用,因为它们是多等位基因、共显性、信息量高、相对丰度高、基因组覆盖率高,并且实验可重复 .S S R标记已广泛应用于基础和应用
16、领域,包括个体、群体、品种和物种水平的遗传分析.近年来,S S R分子标记技术已全面应用于相同植物不同种质间的遗传多样性研究中,如番石榴、印度蓖麻、杏仁、板栗 等.而S S R分子标记技术在茖葱种源遗传多样性分析方面研究尚属首次.通过对茖葱种群的遗传多样性水平、遗传结构和遗传分化进行分析,我们可以深入了解茖葱的遗传背景、遗传多样性水平以及茖葱种群的空间分布特征,为茖葱资源的保护和利用提供科学依据.从 对S S R引物中,筛选出多态性优良的引物 对,对 个黑龙江省主要野生茖葱种源群进行了遗传多样性分析,并通过聚类分析将其归类,以揭示不同种源地茖葱群体间的亲缘距离远近,为下一步的茖葱野生资源多样性
17、保护、优良茖葱品种培育奠定理论基础,对野生茖葱资源的保护及茖葱产业发展具有重要意义.材料与方法试试验验材材料料从黑龙江省采集不同茖葱种源地的 份茖葱,如表所示.表黑龙江省茖葱采集位置序号位置序号位置鹤北金矿林场 沾河幸福林场通江前进农场 依兰林业局烟囱山林场伊春红星林业局汤北林场 鹤岗筒子沟林场抚远大峰场林场 宝清林业局东方红林场虎林七虎林场 八面通林业局纯盛经营所饶河大顶子山 宝清林业局伊春友好林业局三合林场 老黑山汤旺河日新 吉林敦化沾河沾中林场 鸡西柞木林场 密山 农场 穆棱林业局莲河林场 伊春五营翠北林场 绥阳双芽子林场 伊春新春林业局北沟林场 绥阳暖泉河林场实实验验方方法法不同种源地
18、茖葱基因组D NA获取.采集幼嫩、无病虫害的不同种源地的茖葱叶片放于液氮中保存利用T I ANG E N植物基因组D NA提取试剂盒对上述保存在液氮中的茖葱叶片提取D NA,分析上述提取D NA的浓度和纯度,将没有降解的D NA保存于 冰箱以备后续使用.S S R引物合成.用于试验的引物均由上海生工有限公司合成(如表所示).表引物序列信息引物名称正向引物()反向引物()引物名称正向引物()反向引物()c TA C AG T C T C C GAT G C C A C AAATAT T C T T C C T C C C T T T C ATAT T C Tc AAG C AG T T G C
19、AT C AT T C GAGA C ATAA C AT C C C C T C C C T C Cc G GAT GAT G T C T T T G C T T C C T T CT T C AAA C C A C AAG T T T T C AT C Ac T C AT C AT T T G G C A C AAGAG CAAGAA C AT TAG T G GAG C C AT C Ac G C AG C T G T T C C C T TAT C T G CG C C ATAT T T C C C AT T C C T GAc T GAAT G TAAAAG G G G C T T C
20、 GAAG C G T TAT T GAAG G G G T C Ac C AT G C C A C AAAA C A C C AAAAT C AA C AT G C A C AAGATAG G C Ac T C AT G C AG T T G G T T T GAAG CG C T T C T G C AT C A C AAGAT C Gc G G G C AAG GA C T C AT GAAGAAC AT C C G GA C T G G GA C AATAc C AT C AA C G GAAT TA C T G C GAT T C T C G G T C C T T GAAAAAG
21、Cc T G C A C C GAT G TAG C C AAATAC AAAT GAG GAT C C C AT GA C Ac T C T C AT G G C T T C C AG TA C C CGATAA C C C AT C T C C T T G C GAc T G T TAT C T C C G C C AT C AT C AG GA C T G T T C G G GAAAT GAAAc T C C C AAAT TAG C AG GAAT G CT C C T C G G C C A C T TAAGAAAAc T T C C G G T T C AAAAGAGAG G T
22、C C AAAT T C GAT T T T T G C C A Cc T C G C C AAT T G T T T G TAG C ATG C AT C AAG C T C T G GAG GAT Tc TAT T G C T G G T G C T G C T G C TAG G TAAG G C AG T G G T GAA C Gc T G T GA C GAT T C A C G C A C T T TGAG G T G GAGAT G G T GAG GAAc G T T C G G G TAT G C AAG C T T T TG GAA C AGAAT G G GAAAAT
23、C Gc AAA C T T G T G C C C AT T C G T T CAG G TAG G TA C G G T T T G C AG Cc G G T C AAG G GAT G T G T T G C T TTAT T TAA C C G T G C G T T G C C Tc C TA C GAAG TAAA C C G G G C T GAAA C GAA C C T T T T G GAAG C C 年中国林副特产第期 表续表引物名称正向引物()反向引物()引物名称正向引物()反向引物()c AT G C AAAAA C C AGAG C GAAGT G GAAG GA
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