基于简化基因组技术的云南蓝果树群体遗传分析

极小种群野生植物云南蓝果树是国家和云南省实施极小种群野生植物保护工程的代表性物种。为有效保护其遗传资源,本研究通过二代测序技术,对其进行简化基因组测序,开发一批特异性高的单核苷酸多态性标记,分析现存群体的遗传结构和遗传多样性。经过遗传变异检测,本次研究中共获得SNP位点98498个,通过样品最低测序深度>2,样品缺失率<0.5,次要基因型频率(MAF)>0.05筛选以后,得到有效SNP位点6309个。基于过滤后的SNP,运用生物信息学分析方法,对云南蓝果树完成了群体的遗传分析,其中:系统进化树分析将云南蓝果树划分为3大类,研究分析了云南蓝果树各分类的私人等位基因数目(Private)、平均观测杂合度(H o)、平均期望杂合度(H e)、核苷酸多样性(π)和平均近交系数(F IS)5个遗传多样性参数;群体结构和主成分分析进一步证明了,云南蓝果树现存植株之间亲缘关系较远,遗传多样性差异较大,具有很高的遗传资源保存价值。本研究结果将为基于遗传管理的云南蓝果树就地保护、遗传资源保存和种群重建等保护工程提供科学依据。

干旱对云南蓝果树种子萌发的影响

干旱是影响森林植物天然更新的重要因子,但干旱如何阻碍云南蓝果树天然更新的机制尚不清楚。试验采用室内受控的方法,研究干旱可能导致的水分需求限制和自毒效应加剧对云南蓝果树种子萌发这一关键环节的影响。结果表明:PEG 6 000浓度、浸提液浓度和浸提液来源器官(根、茎和叶)对云南蓝果树种子萌发均产生极显著的影响,且随着处理水平浓度的提高,云南蓝果树的发芽率和发芽势呈降低趋势,但是12.5 g/L和25 g/L浸提液浓度之间、10%与15%PEG 6 000浓度之间的差异不显著;建立的二元线性回归方程表明,浸提液浓度的标准化影响系数的绝对值都低于PEG 6 000浓度的标准化影响系数的绝对值,说明干旱导致的水分缺失对云南蓝果树种子萌发的影响要强于干旱导致的自毒效应加剧的影响。因此,综合原始生境的改变,气候变化引起的干旱胁迫通过水分缺失和自毒效应加剧两种作用方式,共同影响了云南蓝果树的种子萌发,从而阻碍其天然更新。研究结果阐明了干旱对云南蓝果树种子萌发的影响机制,初步揭示了云南蓝果树濒危的原因和机理,为云南蓝果树的有效保存提供了科学理论依据。