利用荧光SSR分子标记评估中国栗属植物遗传多样性

作     者：聂兴华 郑瑞杰 赵永廉 曹庆芹 秦岭 邢宇 NIE XingHua;ZHENG RuiJie;ZHAO YongLian;CAO QingQin;QIN Ling;XING Yu

作者机构：北京农学院植物科学技术学院 辽宁省经济林研究所 北京市怀柔区板栗技术试验与推广站 林木分子设计育种高精尖创新中心 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2021年第54卷第8期

页      面：1739-1753页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFD1000605) 国家自然科学基金(31870671) 北京市属高等学校创新团队建设与教师职业发展计划项目(IDHT20180509) 

主　　题：SSR 栗属 聚类分析 群体遗传结构 群体遗传分化 

摘      要：【目的】利用SSR分子标记研究中国栗属植物遗传多样性、亲缘关系和群体遗传结构的特点,为栗属植物的资源改良、种质创新与利用提供理论依据。【方法】利用不同产区的12个板栗品种对330个SSR分子标记进行筛选,获得高质量的12对SSR引物。随后在高分辨率的毛细管电泳上对栗属4个种的96份资源进行位点信息检测。用Power Marker 3.25、GenAlEx6.51、FigTree v1.4.3和Structure 2.3.3对全部资源进行群体遗传多样性的相关分析。【结果】对96份资源进行检测,共获得129个等位变异,每个标记平均有10.750个位点变异。位点多样性(GD)变幅为0.656(CmSI0396)—0.877(CmSI0930),平均为0.800;观察杂合度(Ho)变幅为0.329(CmSI0742)—0.769(CmSI0702),平均为0.615;期望杂合度(He)变幅为0.489(CmSI0742)—0.789(CmSI0922),平均为0.672;多态信息含量(PIC)变幅为0.586(CmSI0396)—0.868(CmSI0930),平均为0.774。从不同栗属植物种群间的遗传多样性来看,茅栗种群的观察位点数(Na)、有效等位变异(Ne)和Shannon多样性指数最高,其次是板栗种群,最低是日本栗种群。从两两群体间的遗传分化指数(Fst)可知,栗属植物种间的遗传分化值在0.077—0.180,整体种群间存在中等以上程度的分化,板栗种群、锥栗种群与日本栗种群间的遗传分化值分别为0.165和0.180,表现出较大的遗传分化。同时,栗属植物种群的基因流(Nm)为1.5801,也说明种群间存在较频繁的基因交流,由此降低了由基因遗传漂变所引起的各种群间遗传分化程度。分子方差分析(AMOVA)结果表明,变异主要发生在种群内,占总变异量的73%,种群间的变异占27%。UPGMA聚类分析、主坐标分析和群体遗传结构结果较一致,各资源的遗传背景存在明显的种间界限,部分资源在世代遗传中继承了不同祖先种的遗传信息。例如,资源65、71和82号为混合类型资源,包含有茅栗和日本栗的遗传背景,而现在的两种间存在地理隔离。在相同生态区域的栗属植物种间存在一定的基因交流,没有形成完全的生殖隔离。48号资源‘广东矮生’同时含有板栗和茅栗的遗传背景,在地理分布上该资源原生地正处于板栗和茅栗资源的重叠生态区。【结论】筛选的12对SSR引物能够准确地评估中国栗属植物的遗传多样性,综合聚类分析可确定栗属植物的类群划分与种间信息高度一致且种间存在一定的基因交换。