马褂木母树林与不同来源无性系的遗传多样性比较分析

【目的】马褂木(Liriodendron chinense(Hemsl.)Sarg.)为国家二级保护珍稀树种,因其叶形独特,干形通直,木材纹理清晰,为我国优良的用材及园林绿化树种。它与该属仅存的另一种北美鹅掌楸(L.tulipifera L.)均属古老的孑遗植物,具有重要的科学研究价值。开展马褂木天然实生苗群体和嫁接优树群体遗传结构研究对马褂木树种的保护以及开发利用具有十分重要的意义。课题利用EST-SSR分子标记技术分析中国马褂木嫁接无性系(LC)、北美鹅掌楸嫁接无性系(LT)和中国马褂木母树林(LCS)的遗传多样性,为马褂木优良无性系评价及良种繁育工作提供参考。【方法】以广西全州咸水林场的中国及北美嫁接无性系(共35株)和全州种源的马褂木采种母树林(53株)的新鲜叶片为实验材料,利用25对EST-SSR引物进行扩增,PCR产物经8%聚丙烯酰胺胶电泳及银染分析,计算其遗传多样性参数,遗传距离,开展遗传分化和遗传聚类分析,以比较不同材料的遗传多样性及亲缘关系。【结果】遗传多样性分析表明,LT的遗传多样性参数:等位基因数(na)为4.8400,有效等位基因数(ne)为3.3386,Shannon多样性指数(I)为1.2710,观测杂合度(Ho)为0.3993,期望杂合度(He)为0.6627,基因多样度(Nei)为0.6426,普遍高于LC(na=4.0400,ne=2.8289,I=1.1080,Ho=0.3596,He=0.6115,Nei=0.5910)及LCS(na=4.1600,ne=2.4502,I=0.9634,Ho=0.3135,He=0.5141,Nei=0.5088),Kruskal-Wallis检验显示组间在ne(P=0.029)、I(P=0.036)、He(P=0.012)、Nei(P=0.029)上达到显著水平;分子方差分析(AMOVA)结果显示,群体间、群体内的遗传变异分别占总变异量的14.3%和85.7%;基于个体共祖系数的遗传结构分析表明参试材料共祖群体数(K)为3,且基于Ward最小方差法对个体间遗传距离以分组数为3进行聚类分析,可将LCS、LC及LT较好地区分。【结论】参试材料总体上具有较高的遗传多样性,其中LT遗传多样性最高,其次为LC,而LCS最低;遗传变异以群体内为主,群体间分化处于中等水平,有一定基因流(Fst=0.143,Nm=1.496);LC和LT间的亲缘关系小于LC和LCS间的亲缘关系,表明中国马褂木群体间的分化更为明显;这为马褂木优良种质资源的收集和良种繁育提供了参考。