丹霞梧桐EST-SSR标记位点开发及其群体遗传结构分析

发布时间：2020-05-05 03:03

【摘要】：丹霞梧桐(Firmianadanxiaensis)是我国特有珍稀濒危树种,种群数量稀少,分布地域狭窄,观赏利用价值高。本研究以丹霞梧桐转录组序列为基础,开发得到多个EST-SSR标记位点,并将其应用于丹霞梧桐遗传多样性检测和群体遗传结构分析。相关研究结果对于该物种的科学保护具有重要意义,主要研究结果如下:1.丹霞梧桐EST-SSR标记位点的开发利用高通量测序技术得到海量丹霞梧桐EST序列,从79 920个unigene中挖掘到17 858个SSR位点,分布于12 103个unigene上,SSR发生率为15.14%。优势重复基序类型(motif)为三核苷酸,有7 794个,占总重复类型的43.60%,SSR出现频率为1/4.78 kb。以重复基元最小重复次数9为标准,筛选88个SSR位点合成引物,其中73对成功扩增,16个位点具有多态性,多态性位点比例为21.91%。不同位点等位基因数(Na)从3到10个不等,位点多态信息含量(PIC)平均为0.361。有10个位点偏离HWE平衡,6个位点可能存在无效等位基因。PCA分析结果表明,所开发的EST-SSR位点具有鉴别辨不同群体样本,甚至不同单株的能力,可用于丹霞梧桐分子遗传学研究。2.丹霞梧桐遗传多样性与遗传结构分析丹霞梧桐9个群体(213个单株)的遗传分析结果表明,18个EST-SSR共检测到131个等位基因。在物种的水平上,丹霞梧桐呈中等程度的遗传多样性水平,期望杂合度(He)为0.536,平均等位基因丰富度(AR)为3.642。丹霞山群体的Shannon's信息指数(Ⅰ)高于南雄群体,分别为0.974和0.917。AMOVA分析结果表明,群体内个体间的遗传变异为79.66%(p0.01),组群内群体之间的遗传变异为5.28%(p0.01),而组群之间的遗传变异为15.06%(p0.01)。丹霞梧桐的遗传变异主要存在于种群内的个体之间,而两组群间(丹霞山和南雄)也存在较大的遗传变异,同一组群内群体间遗传变异则相对较小。群体间遗传分化系数Fst和Gst值分别为0.147和0.135,说明丹霞梧桐群体间,特别是地区的群体间存在较为显著的遗传分化。Structure分析结果显示,当k=2时,△K出现明显拐点且取得最大值,说明研究群体最有可能划分为两基因库,与两个采样群体的地区来源(丹霞山和南雄)相一致。随着K值的增加(K=3,K=4),丹霞山群体中出现了新的基因库,而南雄群体没有继续分化。Mantel检验显示丹霞梧桐群体间遗传距离与地理距离呈现显著正相关(r=0.833,P=0.01),由Bottleneck结果推测部分群体经历了近期瓶颈事件。利用DIYABC软件推测不同群体的分化时间,以评估遗传结构可能的形成历史过程。现存的丹霞山和南雄群体应是同时分化,分化时间约为距今86 100～143 500年以前,其有效群体的大小分别约为7 290和5 550。新生代第四纪地壳新构造运动和新生代后的人为干扰是造成现有丹霞梧桐群体遗传结构的主要原因。3.提出保护策略对于遗传多样性和私有等位基因丰富度较高的群体(丹霞山)设立自然保护区并加以人工管理抚育;对于遗传多样性较低的群体(南雄),进行人工保育并扩大地区间基因流;加强对野生种群其它方面研究,如种子生物学、生理生态以及丹霞梧桐的繁育系统和繁育机制等问题,这些研究对于科学合理的保护措施的制定都具有重要的指导意义。
【图文】：

图３．Ｕｎｉｇｅｎｅ长度分布图逡逑Ｆｉｇ３．Ｌｅｎｇｔｈ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｕｎｉｇｅｎｅｓ逡逑２．３＿２邋ＳＳＲ序歹ｌｊ的数量与特征逡逑从７９邋９２０个ｕｎｉｇｅｎｅ中挖掘得到１７邋８５８个ＳＳＲ位点，分布于１２邋１０３个ｕｎｉｇｅｎｅ逡逑上，其中４邋３９３个ｕｎｉｇｅｎｅ包含１个以上ＳＳＲ位点，复合型ＳＳＲ位点１邋７３０个。逡逑丹霞梧桐转录组序列中平均每４．７８ｋｂ出现一个ＳＳＲ位点。ＳＳＲ类型丰富，二碱逡逑基至六碱基重复类型均存在（表２．３）。逡逑表２．３丹霞梧桐ＳＳＲ重复类型及其分布逡逑Ｔａｂｌｅ２．３邋ＳＳＲ邋ｍｏｔｉｆ邋ｔｙｐｅｓ邋ａｎｄ邋ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋ｏｆ邋Ｆｉｒｍｉａｎａ邋ｄａｎｘｉａｅｎｓｉｓ逡逑重复类型逦二核苷酸三核苷酸四核苷酸五核苷酸六核苷酸逦总数逡逑－逦－逦３邋５０６邋ｆｍ邋１邋１４０逦５邋７６７逡逑４逦－逦４邋７２０逦４５７逦３０４逦４２７逦５邋９０８逡逑５逦－逦１邋４３７逦１７０逦４４逦１５逦１邋６６６逡逑６逦８１９逦７６９逦５５逦９逦１１逦１邋６６３逡逑７逦４６９逦７６４逦２逦４逦１０逦１邋２４９逡逑８逦３３９逦９６逦４逦０逦１逦４４０逡逑

逦丹霞梧桐ＥＳＴ－ＳＳＲ标记位点开发及其群体遗传结构分析逡逑丹霞梧桐ＳＳＲ不同重复类型数量与分布比例见图４，优势重复基序为三核苷逡逑酸，有７邋７９４个，占总重复类型的４３．６４％。其次是四核苷酸和二核苷酸，分别为逡逑４邋２００个和２邋７７６个，占总重复类型的２３．５１％和１５．５４％。五核苷酸和六核苷酸重逡逑复类型数量较少，分别为１邋４８４个和１邋６０４个，占总数的８．３１％和８．９８％。在ＳＳＲ逡逑重复类型中，以重复数为４的ＳＳＲ最多，有５邋９０８个，占３３．０８％，重复数为５逡逑的有５邋７６７个，占３２．２９％，重复数为５和重复数为６的ＳＳＲ位点分别有１邋６６６逡逑个和１邋６６３个，，占９．３３％和９．３１％。丹霞梧桐转录组ＳＳＲ重复单元次数在３￣２５逡逑次之间，二核苷酸主要分布在６？１１次，三核苷酸主要分布在４？７次，四核苷酸逡逑主要分布在３－５次
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S792.37

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本文编号：2649431