不同果色五叶草莓遗传结构的形成及机制

作     者：徐苏婷 

作者单位：上海师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李钧敏

授予年度：2017年

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

主      题：不同果色五叶草莓 遗传多样性 交配系统 小尺度空间遗传 后代适合度 

摘      要：以中国野生草莓五叶草莓为研究对象,研究不同果色五叶草莓的后代适合度及其后代特性,并利用SSR分子标记技术分析不同果色五叶草莓的遗传多样性以及遗传变异,比较两种不同果色五叶草莓种群的交配系统差异,并通过不同海拔高度不同果色五叶草莓小尺度空间遗传等分析来阐明不同果色五叶草莓遗传结构形成的机制及原理,为草莓属植物果色的进化提供理论依据。研究结果如下:采用SSR分子标记技术分析不同果色五叶草莓种群的遗传多样性,发现红果种群可观察到的等位基因数Na为7,有效等位基因数Ne为3.6012,Nei’s基因多样性指数为0.6868,Shannon’s信息多样性指数为1.4231;而白果种群可观察到的等位基因数Na为6,有效等位基因数为3.3439,Nei’s基因多样性指数为0.6735,Shannon’s信息多样性指数为1.3512。表明五叶草莓红果的种群遗传多样性较白果种群高。AMOVA分析表明,种群内存在97%的基因变异,仅有3%的基因变异存在于种群间,这说明,五叶草莓种群间没有明显的遗传分化。分析两种果色五叶草莓的交配系统发现:五叶草莓红果种群的多位点异交率为1.200,单位点异交率为0.951。双亲近交水平为0.249,多位点相关度为0.357,单位点相关度为0.507,自交率为0.2。根据(28)mrpNep)(/1,红果种群的有效花粉供体数目较少为2.801。五叶草莓白果种群的多位点异交率为1.050,单位点异交率为1.058。双亲近交水平为-0.008,多位点相关度mrp)(为0.193,单位点相关度为0.285。自交率为0.448。白果居种群的有效花粉供体数目较多为5.181。其中两种果色的五叶草莓单位点相关度都大于多位点相关度mrpsrp(29)-0)()(,表明五叶草莓红白果种群都存在亚结构。对比两种果色的双亲近交系数可得红果种群的近交系数远大于白果种群。表明红果种群间的亲缘关系较近而白果种群间的亲缘关系较远。对比自交率可知五叶草莓红白果色种群都存在自交。通过比较三个海拔的分株数目、基株数目、平均克隆尺度、基因型比率、基因型均匀度、Simpson多样性指数等可得:五叶草莓红果种群均大于白果种群。分析基因型分布均匀度和Simpson多样性指数的数据,得出克隆多样性以高海拔种群斑块最大,中海拔次之,低海拔最低。表明两种果色的五叶草莓克隆多样性随着海拔高度的增加相应的增加。分析不同海拔高度两种果色五叶草莓空间遗传结构可得:低海拔斑块中的五叶草莓因为灌木丛条件对种子萌发及繁殖的强烈抑制,植物利用克隆进行整合来避免阳光缺乏的环境,使幼苗获得足够的光和空间来繁衍后代,导致低海拔斑块出现了非常显著的克隆繁殖特征,形成密集克隆型。中海拔斑块五叶草莓在复杂的且人为参与的环境下,植物选择了克隆繁殖来进行扩张,这样可以使得资源投入较少,形成密集克隆型,从而进行点面扩张,这样竞争压力较小;种群斑块的左侧为强势的克隆植物的相互竞争,斑块右侧会出现比较密集的克隆形式。高海拔五叶草莓在优越的生存环境下,对阳光,养分等激烈的竞争所以表现出强烈的觅食反应,植物选择线性扩张。高海拔斑块的五叶草莓为了逃避密度制约和竞争机制,一般选择种子和克隆繁殖等方式,从而达到扩张生境的目的,因此高海拔五叶草莓具有最丰富的基因型。对比两种果色五叶草莓的存活率、萌发率及萌发天数发现红果种群的萌发率和存活率均高于白果种群。红果的萌发天数也比白果种群的要更短。且红白果种群之间的存活率和萌发天数存在显著性差异。说明在资源条件相同的情况下五叶草莓红果种群后代有更强的后代适合度。