濒危植物脱皮榆种群遗传多样性研究

【摘要】脱皮榆（Ulmuslamellosa）是中国特有种，主要分布在我国华北地区，数量很少，为我国榆科植物中的珍贵种质资源。在脱皮榆天然种群分布和进行现场勘查的基础上，采集的实验材料基本覆盖了脱皮榆天然分布区域，包括山西省、河北省、河南省、北京市和内蒙古自治区五个省市自治区。对脱皮榆16个种群共208个个体进行遗传多样性研究，据揭示的遗传多样性和遗传分化的现状和规律,为该树种的种质资源保存和遗传改良提供理论依据和基础资料。主要研究结果如下：(l)脱皮榆14个表型性状在种群内和种群间均呈显著或极显著差异；脱皮榆表型多样性以性状变异为量化特征，揭示了其纬度梯度变异的规律性，随着纬度的增加，叶片、叶柄宽和叶厚等性状呈现逐渐递减的趋势。根据变异系数可知，4个形态指标中叶脉、最宽处锯齿和叶片指标较为稳定。变异系数和Shannon多样性指数结果表明，随着纬度的增加，脱皮榆各种群的变异也呈递减趋势。脱皮榆种群间平均表型分化系数(Vst)为27.288，种群间变异(27.29%)小于种群内(72.71%)，脱皮榆表型变异以种群内的变异为主要变异来源。利用种群间欧氏距离进行UPGMA聚类分析表明，脱皮榆种群可以分为3大类。(2)从88对SRAP引物中，筛选出11对引物。每对SRAP引物扩增带数为13-21,平均每对引物扩增17.7个条带。各单一种群的遗传多样性水平明显低于该物种水平的遗传多样性。种群水平的多态条带百分率（PPB）为31.44%-57.73%（均值为44.46%），观察等位基因（na）为1.314-1.577（均值为1.451），有效等位基因数（ne）为1.203-1.268（均值为1.236），Shannon信息指数（I）为0.171-0.244（均值为0.214），Nei多样性指数（h）为0.116-0.156（均值为0.141）。物种水平的多态条带百分率（PPB）为82.72%，观察等位基因（na）为1.747，有效等位基因数（ne）为1.3329，Shannon信息指数（I）为0.3583，Nei多样性指数（h）为0.221。分布在山西省（如种群CC、SGS、XTS、QLY）和河南省境内的脱皮榆种群（如HLS、BYS）遗传多样性较高。而河北省（如TGS）和内蒙古自治区境内的脱皮榆种群（如MLG、JFS、NBG）较其他种群低。脱皮榆在总种群水平上具有偏低的遗传多样性。种群间的遗传分化系数(Gst)为0.3696，即遗传多样性的63.04%分布在种群内，种群间基因流Nm为0.8528，表明脱皮榆遗传多样性主要存在种群内，在种群间存在较为显著的遗传分化。UPGMA聚类分析和Mantel检验结果表明，脱皮榆自然种群间的遗传距离与地理距离呈显著相关。从20对SSR引物中筛选出14对，结果显示，各位点的观察等位基因数（na）的均值为2.9286，有效等位基因数（ne）为1.2647-4.5714（均值为2.5319）；期望杂合度（He）为0.2106-0.7862（均值为0.5683）；观察杂合度（Ho）为0.2125-0.9375（均值为0.6392）。每个种群观察等位基因数目（na）为1.6429-1.9286（均值为1.8080），有效等位基因数（ne）为1.6016-1.8420（均值为1.7245），观察杂合度（Ho）为0.5571-0.7429（均值为0.6509）期望杂合度（He）为0.3302-0.4476（均值为0.4027）。脱皮榆种群中，河南省（如种群BYS、HLS）和山西省脱皮榆种群（如MS、CC、DH、XTS）的遗传多样性较高，河北省（如TGS）和内蒙古自治区脱皮榆种群（如JFS）遗传多样性较低。在总体水平上脱皮榆拥有较低水平的遗传多样性。种群间的杂合性基因多样度比率(Fst)为0.3531，即遗传多样性的64.69%分布在种群内，与SRAP结果相似。种群间基因流Nm为0.6489。Mantel检验结果，表明脱皮榆种群间的遗传距离与地理距离呈显著相关。SRAP和SSR两种标记均表明脱皮榆较低的遗传多样性，其变异主要存在于种群内，种群间具有较高的遗传分化。
【作者】郑昕；
【导师】王祎玲；
【作者基本信息】山西师范大学，生态学，2014，硕士
【关键词】濒危植物；脱皮榆；种群；遗传多样性；

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