芦竹遗传多样性的ISSR分析

【作者】 曾汉元； 魏麟； 刘鹏； 刘选明；

【机构】 怀化学院生命科学系； 湖南大学生命科学研究院；

【摘要】 采用ISSR分子标记技术,对我国6省11个芦竹种群共89个个体的遗传多样性水平和遗传结构进行了研究。从UBC801~900中筛选出7个有效引物,共扩增出40个位点,其中多态性位点为38个。PCR产物的分子量在100~2000bp。在物种水平上,Shannon多样性指数为0.494,Nei指数为0.329,遗传分化系数Gst为0.826,平均基因流Nm为0.097。种群内的平均遗传多样度Hs为0.040。表明芦竹在物种水平上具有较高的遗传多样性而种群内的分化极小。UPGMA法聚类结果表明,芦竹11个种群分为3个类群:浙江和江苏的芦竹聚为一簇,湖南、贵州和广西的芦竹聚为一簇,云南种群单独为一支。不同种群芦竹亲缘关系的远近与它们的地理距离有一定的关系,但不完全一致。芦竹种群内遗传多样性极低的原因是:芦竹为克隆植物,采用根状茎和茎秆进行无性繁殖,因而几乎没有基因交流。Balogh等的研究表明芦竹的颖果实质上只有果皮,没有种子,是不育的;Haddadchi等的研究表明,芦竹的体细胞染色体为2n=7X=84,为不平衡的倍性水平,也是导致不育的原因。但芦竹在物种水平具有较高的遗传多样性,可能原因是:1)芦竹是起源于白垩纪的古老物种,在起源与进化早期,它的有性生殖能力强,从而把它的后代扩展到世界上多个热带地区。由于进行有性生殖会引起种群间的基因交流,因而使得今天分布在不同地区的芦竹具有较高的遗传多样性。但后来因为选择了根状茎和茎秆的克隆繁殖策略,有性生殖能力逐渐丧失。2)芦竹有多种生态类型,可以在多种不同生境中进化并积累遗传变异,从而使物种水平具有较高的遗传多样性。Haddadchi等对澳大利亚58个芦竹种群的研究中发现38种遗传型,认为产生如此丰富的遗传型的原因是:澳大利亚的芦竹可能来自多个基株或者来自体细胞的突变或(和)染色体的多倍化。中国的芦竹遗传多样性较高可能也存在类似的原因。更多还原