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马尾松(Pinus massoniana Lamb.)是我国南方主要的乡土造林树种和工业原料树种,具有分布广泛,适应性强,产品用途广等特点。所以马尾松良种选育就显得尤为重要,而在进行马尾松优良性状筛选的过程中保持其家系的遗传多样性则是保持种子园持续有效发展的必要条件。本实验通过对25个优良家系的72个单株进行ISSR和EST分子标记研究,主要结果如下:
1.本文研究了马尾松EST-PCR体系:本研究以马尾松DNA为实验材料,通过对EST-SSR PCR反应体系中的模板DNA、Taq DNA聚合酶浓度、dNTPs、Mg2+、引物和引物退火温度进行了分析,获得稳定可靠的马尾松EST-SSR PCR的最优体系为:20μL体系中含有2μL10 Buffer(Mg2+ Free),30 ng模板DNA,0.1875mmol/L dNTPs,3.75 mmol/L Mg2+,8 pmol引物,1.0 U Taq DNA聚合酶,退火温度为56℃。
反应程序为:94℃预变性5 min;94℃变性30s,56℃退火30s,72℃延伸30s,35个循环;72℃延伸7min;4℃保存。探讨退火温度时,用PCR仪的梯度功能,在55℃~62℃内8个梯度进行扩增。
2.从100条ISSR引物中筛选出9条稳定,多态性好的引物,对25个马尾松优良家系及个体进行了PCR扩增,用POPGENE32对扩增结果遗传多样性分析结果表明,马尾松优良家系的观察等位基因数目为1.9820个,有效等位基因数目为1.4714,多态位点百分比(P)达到98.2%,总shannon信息指数(Ⅰ)和总Neis基因多样性(h)分别为0.4538、0.2927,马尾松家系之间的遗传分化指数Gst为0.7429,基因流Nm为0.8730<1,说明种群间基因流动,不足以防止遗传漂变引起种群间的遗传分化。均显示该马尾松种子园优良家系虽然经过多次选择还保留有极高的遗传多样性和复杂性。聚类分析表明,同一家系的个体大部分聚在一起,在基因水平上显示出较近的遗传关系,但其中也有个体有变异存在。总体结果来看,实验中所选马尾松优良家系间遗传多态性比较丰富,研究结果也表明,虽然经过优良性状的多次选择,马尾松还是保持有较高的遗传多样性,可见现有的种子园建园方式是可取的。
3从51对ESR-SSR引物中筛选了6对可用引物对马尾松优良个体进行遗传多样性分析,结果表明:多态位点有27个,多态位点百分比(P)高达99%,平均观察基因多样性指数(h)达到0.3347,香农多样性指数(Ⅰ)为0.4927。从EST-SSR聚类图上也可以看出,性状优良的优株较多的聚为一类,推测可能有某些与生长性状有关的位点相同才使得性状优良的优株和家系拥有较近的亲缘关系。
4.文中用以研究马尾松遗传多样性的两种标记方法各有各的特点,在分析遗传多样性时ISSR标记便显出较多的多态位点和多样性,且条带稳定,多态性好,可重复性强。而EST-SSR标记来自表达序列,与性状关联,为分子育种提供条件。从这个意义上来讲,两种分子标记的信息应该比单一的标记技术获得的信息更为全面。