基于ISSR分子标记土沉香遗传多样性评价及重要性状关联分析

作     者：于彤 

作者单位：广西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：滕维超;申文辉

授予年度：2022年

学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 09[农学] 

主      题：土沉香 表型性状 生理性状 ISSR 遗传多样性 关联分析 

摘      要：土沉香(Aquilaria sinensis)是我国特有的珍稀濒危植物,为瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(Aquilaria)乔木,主要分布于我国热带及南亚热带的低海拔地区。土沉香终年常绿,树形美观,美化效果优良,拥有较高的景观价值,作为风景园林树木或者和其他花卉一起栽培成景都有很大的风景优异性。但近些年土沉香野生资源遭受到严重迫害,迫切的需要对土沉香进行资源保护和对遗传现状的挖掘,因此系统的对土沉香资源进行遗传多样性研究具有重要的理论和实际意义。本研究通过对广西马山、广西浦北、广西北流、云南普洱、海南屯昌、海南儋州、海南琼海、海南万宁、海南琼中、海南澄迈、海南海口、海南乐东、海南陵水等13个种源的149个家系的土沉香为研究对象,通过表型性状、生理性状和ISSR分子标记的遗传多样性研究得出遗传距离与聚类分析图后进行对应遗传结构研究,最终将性状与分子标记进行关联分析,得到两者之间的重要联系和重要的功能位点,最终得到不同情况下的优势种源与分类,对探讨土沉香遗传变异规律、揭示个体之间和种源之间的遗传结构的空间差异和亲缘远近关系也具有重要意义,为现存的土沉香资源保护提供理论依据。主要研究结论如下:(1)土沉香表型变异系数为1.415%3.878%,平均值为23.435%;生理性状的变异系数平均值为18.148%,变异幅度在1.340%9.779%之间;而Nei’s基因多样性指数(H)的平均变动范围在0.172.271,种群水平平均值为0.3104,土沉香表型、生理性状与ISSR分子标记综合分析变异幅度较大且种源内和种源间均达显著差异,表明了土沉香在表型、生理与分子标记的种源间与种源内均有显著的遗传变异。(2)土沉香表型遗传分化系数(Vst)在1.715%9.554%之间,均值65.700%;生理遗传分化系数(Vst)变异范围在19.44%6.53%之间,均值为60.290%;分子标记Gst为0.7350,综合表型性状、生理性状和分子标记表明土沉香的大部分变异来源自种源间,种源内相对稳定,重复力与分化系数结果表明土沉香属于中度遗传与环境控制与高度的遗传分化。(3)通过聚类与STRUCTURE软件对遗传结构综合分析,土沉香13个种源可以被分成3个亚群。第一类为马山、浦北和普洱种源;第二类为北流、儋州、琼中、琼海、万宁种源;第三类为屯昌、澄迈、海口、乐东和陵水种源,与分子标记分类结果完全相同,证明基因是决定土沉香遗传与种源分类的核心影响因素。(4)综合表型、生理与分子遗传分析,根据Mantel’s test检验表明土沉香种源的地理距离与遗传欧式距离呈显著相关,表明土沉香的遗传距离可以通过地理距离进行解释。土沉香有较频繁的基因交流,普洱地区种源与广西地区种源的遗传多样性普遍较高,是土沉香遗传多样性的中心区域,可为再生林选配提供材料,海南地区种源遗传距离与其他种源比较最远,更适合适地进行种质资源保护。(5)土沉香基于一般线性模型GLM共检测到16个性状可以与ISSR分子标记位点进行关联,19个与土沉香性状相关联的ISSR标记位点,其中性状变异的解释率幅度为0.192%0.917%,解释率值较小,基因的控制力较高。ISSR分子标记关联的16个土沉香性状的效应值在-18.0293.109之间,生理效应值相对于表型效应值而言变化幅度较大,表明生理性状受到基因关联的幅度较大。