發(fā)布時(shí)間：2018-04-11 05:08

  本文選題：巴山木竹 + SSR引物開(kāi)發(fā)��； 參考：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：巴山木竹是秦嶺大熊貓冬春季食物的主要來(lái)源,主要分布于秦嶺南坡和巴山,其對(duì)該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、水土保持及其動(dòng)物多樣性保護(hù)起著至關(guān)重要的作用。然而,目前對(duì)于巴山木竹的研究?jī)H集中在生物學(xué)特性、無(wú)性系種群生態(tài)學(xué)、竹林的間伐與復(fù)壯更新、營(yíng)養(yǎng)成分以及開(kāi)發(fā)利用這幾個(gè)方面,尚未對(duì)巴山木竹的克隆結(jié)構(gòu)和遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。為揭示巴山木竹種群的克隆結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性,本研究對(duì)秦嶺南坡大熊貓棲息地各自然保護(hù)區(qū)和巴山的鎮(zhèn)巴和萬(wàn)源區(qū)域的13個(gè)種群5個(gè)樣地共計(jì)1647個(gè)DNA樣本進(jìn)行了SSR分析。在試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,分別從巴山木竹和秦嶺木竹SSR引物的開(kāi)發(fā)、巴山木竹倍性的判定、巴山木竹SSR數(shù)據(jù)基因型的判定、不同年齡巴山木竹的克隆結(jié)構(gòu)、開(kāi)花巴山木竹的克隆結(jié)構(gòu)、交錯(cuò)分布的巴山木竹和秦嶺木竹的克隆結(jié)構(gòu)以及13個(gè)巴山木竹種群的遺傳結(jié)構(gòu)等7個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)、深入研究。以期揭示巴山木竹種群建立、發(fā)展、衰退、開(kāi)花不同階段以及植物相互作用下的克隆數(shù)量、大小、空間格局及其遺傳變異和該區(qū)域種群的遺傳結(jié)構(gòu)情況,為以后巴山木竹竹林的復(fù)壯更新、撫育實(shí)踐、人工栽植以及大熊貓保護(hù)策略制定等方面提供理論依據(jù)。其主要研究結(jié)果如下:(1)利用生物信息學(xué)方法開(kāi)發(fā)巴山木竹和秦嶺木竹微衛(wèi)星引物,利用Oligo軟件設(shè)計(jì)引物50對(duì),文獻(xiàn)引用引物27對(duì),共合成引物77對(duì)。經(jīng)過(guò)初篩和復(fù)篩,15對(duì)引物可產(chǎn)生多態(tài)性條帶。熒光標(biāo)記這15個(gè)位點(diǎn),擴(kuò)增巴山木竹和秦嶺木竹DNA模板各43份,毛細(xì)管電泳檢測(cè)顯示這15對(duì)引物的擴(kuò)增結(jié)果均具有多態(tài)性。兩個(gè)種不同引物擴(kuò)增出的等位基因數(shù)分別為4到20個(gè)和5到18個(gè)。巴山木竹的15個(gè)SSR位點(diǎn)的觀測(cè)雜合度、期望雜合度和多態(tài)信息含量分別為0.310~0.943、0.323~0.905和0.322~0.901。秦嶺木竹的15個(gè)SSR位點(diǎn)的觀測(cè)雜合度、期望雜合度和多態(tài)信息含量分別0.625~0.971、0.554~0.905和0.537~0.898。(2)利用秦嶺大熊貓棲息地各保護(hù)區(qū)以及巴山的鎮(zhèn)巴和萬(wàn)源13個(gè)種群52個(gè)樣品對(duì)上述15對(duì)引物再次篩選,決定選用8對(duì)多態(tài)性較高的引物用于巴山木竹的后續(xù)遺傳分析。分析秦嶺大熊貓棲息地各保護(hù)區(qū)以及巴山的鎮(zhèn)巴和萬(wàn)源13個(gè)種群286個(gè)樣品的SSR數(shù)據(jù),各種群每對(duì)引物平均等位基因數(shù)均大于2,即大于二倍體,各引物擴(kuò)增出的最大等位基因數(shù)為4,最小等位基因數(shù)為1,Polysat軟件評(píng)估13個(gè)種群巴山木竹的倍性為四倍體。(3)應(yīng)用MAC-PR(Microsatellite DNAAllele Counting—Peak Ratios)法來(lái)判斷巴山木竹少于4個(gè)等位基因位點(diǎn)的峰面積比配置,8對(duì)引物等位基因峰面積比結(jié)果均與四倍體期望等位基因配置相匹配。從而進(jìn)一步證實(shí)了巴山木竹的四倍體特性。通過(guò)對(duì)8對(duì)引物擴(kuò)增樣品數(shù)據(jù)的分析,認(rèn)為MAC-PR法是一個(gè)比較適合從四倍體巴山木竹SSR數(shù)據(jù)提取定量信息的方法,可以用于位點(diǎn)等位基因頻率的判定,還可以用于無(wú)效等位基因的鑒別。(4)分析不同年齡7年生、30年生和60年生3個(gè)巴山木竹種群的克隆結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),隨著種群年齡的增長(zhǎng),巴山木竹克隆面積增加,克隆數(shù)量減少;其克隆分布格局在7年生和30年生種群為團(tuán)塊狀,而在60年生種群內(nèi)呈現(xiàn)出團(tuán)塊狀和離散狀并存的格局。這說(shuō)明了巴山木竹在幼苗定居的初期其克隆以短距離的克隆延伸為主,而隨著年齡的增長(zhǎng),克隆面積不斷擴(kuò)大,當(dāng)復(fù)軸混生型的巴山木竹克隆受到強(qiáng)大的壓迫時(shí),基株可能進(jìn)行較多的單軸和長(zhǎng)距離的克隆延伸,呈現(xiàn)出離散狀。Mantel檢測(cè)和空間自相關(guān)分析都支持不同年齡種群在小尺度范圍內(nèi)存在明顯的克隆空間遺傳結(jié)構(gòu)�？寺《鄻有灾笜�(biāo)說(shuō)明巴山木竹幼苗期基因型比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于成年的竹林,隨著年齡的增長(zhǎng)巴山木竹克隆多樣性雖有所降低,但由于有性繁殖的作用仍然保持了較高的多樣性。(5)分析開(kāi)花巴山木竹種群的克隆結(jié)構(gòu)可知,該樣地內(nèi)有2個(gè)無(wú)性系同步開(kāi)花,2個(gè)克隆均包含開(kāi)花團(tuán)塊、混合開(kāi)花團(tuán)塊和未開(kāi)花團(tuán)塊,且開(kāi)花持續(xù)的時(shí)間至少為4年。該片樣地2個(gè)克隆在2015年進(jìn)入集中開(kāi)花期,整個(gè)樣地全部開(kāi)花,同時(shí)產(chǎn)生大量的種子。2個(gè)克隆最初在不同位置出現(xiàn)開(kāi)花團(tuán)塊,隨著時(shí)間的推移上一年的混合開(kāi)花團(tuán)塊變?yōu)槿�開(kāi)花團(tuán)塊,部分未開(kāi)花團(tuán)塊變?yōu)槿�開(kāi)花團(tuán)塊和混合開(kāi)花團(tuán)塊,最終全部開(kāi)花。(6)分析交錯(cuò)分布的巴山木竹和秦嶺木竹的克隆結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),同一樣地內(nèi)巴山木竹和秦嶺木竹的克隆數(shù)量和大小均不等,且均呈現(xiàn)出團(tuán)塊狀和離散狀并存的分布格局。Mantel檢測(cè)和空間自相關(guān)分析都支持兩種竹子在小尺度范圍內(nèi)存在明顯的克隆空間遺傳結(jié)構(gòu)。比較巴山木竹和秦嶺木竹的克隆空間遺傳結(jié)構(gòu),巴山木竹的克隆空間延伸力強(qiáng)于秦嶺木竹。而兩種竹子的克隆大小、數(shù)量以及分布格局可能是兩種之間的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)克隆結(jié)構(gòu)塑造作用的體現(xiàn)。(7)利用8對(duì)引物分析秦嶺大熊貓棲息地各自然保護(hù)區(qū)和巴山的鎮(zhèn)巴和萬(wàn)源13個(gè)種群的遺傳結(jié)構(gòu)結(jié)果顯示,13個(gè)巴山木竹種群均表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性。聚類(lèi)(upgma)、主坐標(biāo)(PCoA)和貝葉斯聚類(lèi)(Structure)分析均支持13個(gè)種群被分為3組,第1組為秦嶺的黃柏源、牛尾河、長(zhǎng)青、桑園、盤(pán)龍、屋梁山、佛坪、娘娘山和天華山9個(gè)種群,第2組為秦嶺的平和梁和鎮(zhèn)安種群,第3組為巴山的鎮(zhèn)巴和萬(wàn)源種群。適中的基因流存在于第1組與第2組和第1組與第3組之間,而第3組與第2組之間僅有較低的基因流,出現(xiàn)了一定程度的分化。這兩組之間較低的基因流可能與第3組種群生境嚴(yán)重碎片化有關(guān),再加之漢江的隔離阻礙了兩個(gè)組種群之間的基因交流。
[Abstract]:In order to reveal the clonal structure and genetic diversity of bamboo and bamboo populations in the Qinling Mountains , the clonal structure and genetic diversity of bamboo and bamboo were analyzed . Based on the analysis of 8 pairs of primers , it is found that the clonal expansion of bamboo shoots in BaShan wood is much higher than that of adult bamboo forest . The results showed that 13 populations were divided into three groups : upgma , PCoA and Structure .

【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S795

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本文編號(hào)：1734547