北沙柳群体遗传多样性和遗传结构分析

以内蒙古北沙柳(Salix psammophila)国家种质资源库内9个群体(P1~P9)288个无性系为实验材料,利用TP-M13-SSR技术,选取22对具有多态性EST-SSR北沙柳引物,采用毛细管电泳对PCR产物进行检测,分析北沙柳遗传多样性、分化程度和群体遗传结构,为北沙柳种质资源库遗传管理、无性系鉴定、品种选育、遗传改良和构建指纹图谱提供理论依据。结果显示:(1)22对EST-SSR引物共检测到222个等位基因,各位点平均等位基因数(A)为10,四倍体基因型丰富度(G)和特异基因型(G1)总和分别为1 460和802个,平均特异基因型比率(P1)和种质鉴别率(P2)分别为45.86%和13.21%。(2)9个群体平均等位基因数(A)为7.475,基因型丰富度(G)为15.586,观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.577和0.638。以期望杂合度He为标准,北沙柳群体遗传多样性水平最低的是P1和P9。(3)北沙柳群体遗传分化系数仅为0.02,AMOVA分子变异分析显示,北沙柳群体大部分遗传变异来自群体内(97%),群体间变异仅为3%。(4)三维主成分、聚类和Structure群体遗传结构分析显示,9个群体被划分为2个组,Mantel检验表明北沙柳遗传距离与地理距离极显著相关(r=0.684 P0.001)。研究表明,北沙柳种质资源具有丰富的遗传多样性,这是其具有耐旱、耐寒、耐高温、耐沙埋和抗风蚀等适应性较强的分子基础;北沙柳的遗传变异集中在群体内;分布区群体呈现由中心向边缘群体扩张分化的趋势。     

北沙柳种质资源居群表型多样性

该研究采用单因素方差分析、巢式方差分析、群落多样性指数分析等方法,以国家北沙柳种质资源库内13个居群的494个无性系为实验材料,通过表型性状(叶面积、叶周长、叶柄长、叶长、叶宽、长宽比、开枝角度、株高和地径)比较分析,探讨居群间和居群内表型分化程度、表型多样性和地理变异,为北沙柳种质资源遗传改良和生产提供理论依据。结果显示:(1)北沙柳表型性状变异丰富,变异系数范围为17.64%~28.79%,平均为22.53%。(2)在13个居群中,居群P2的Simpson、Shannon和Brilliouin平均多样性指数最高,居群P13最低;表型性状中分枝角度多样性指数最大,地径多样性指数最小。(3)表型性状分化系数为0.265 4,即北沙柳种质资源居群间表型变异为26.54%,居群内表型变异为73.46%。(4)主成分分析表明,叶面积、叶周长、叶长、叶柄长和叶宽对分组的贡献率较大;聚类分析将13个北沙柳居群可划分为四组;Mantel检验表明,地理距离与表型距离(欧氏距离)相关性不显著(r=0.192 3,P=0.082)。研究认为,居群内不同无性系的选育是北沙柳定向育种的主要研究方向;边缘居群的表型性状具有形成地理变异的趋势;遗传多样性高是北沙柳适应性强的物质基础。