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野生香蕉是栽培香蕉的祖先,作为香蕉最重要的种质资源,在香蕉产业持续发展起着不可估量的作用。然而,目前对野生香蕉进行研究的较少,这与香蕉的重要地位很不协调。鉴于此,本研究通过对海南岛与云南省等地的芭蕉属植物和居群内植物组成进行调查研究,再采用SSR标记研究居群内取样策略并对海南岛野生香蕉居群的遗传多样性进行分析,旨在从分子水平上揭示海南岛野生香蕉的遗传多样性,为海南岛野生香蕉的保护和利用提供理论参考。
调查发现,海南岛大面积分布的野生香蕉为阿宽蕉(Musaitinerans),基因型为AB型,按地形地貌、气候、植被类型和空间距离等因子把海南岛所有野生香蕉居群初步划分为黎母山、阜龙乡、南高岭、鹦哥岭、百花岭、阿佗岭、大本山和吊罗山等八个区域。阜龙乡野生香蕉居群内共有植物28种,其中乔本植物4种、灌木植物5种、草本植物8种、藤本植物4种和蕨类植物7种。居群内乔木较少,蕉层下植物种类也不多,这说明居群内植物组成结构相对单一,物种多样性较低,野生香蕉还属于单优群落阶段。
应用从250对SSR引物中筛选出重复性好、稳定并有多态性的10对引物,对海南岛百花岭(BHL)和九架岭(JJL)两个野生香蕉(M.itinerans)自然居群按一定间距随即取样所得到的共120个材料进行PCR扩增,结果发现,能够代表居群遗传多样性的样本容量为30个植株。
应用筛选的10对SSR引物,对海南岛野生香蕉的百花岭(BHL)、九架岭(JJL)、黎母岭(LML)、阜龙乡(FLX)、阿佗岭(ATL)、大本山(DBS)和吊罗山(DLS)七个居群的208个材料进行PCR扩增,发现10个SSR标记在总居群的208个野生香蕉材料中检测出40个等位基因,每个SSR位点检测到的等位基因数(A)为2~12个,平均为4.0个,最高的是引物EP10;有效等位基因数(Ae)平均为1.5404,最大是2.9365(引物EP34),最小为1.0194(引物A21):居群的固定指数F的大小从-0.3376(引物Ep7)到0.1456(引物Gpw19),平均为-0.0821;异交率为0.7458(引物Gpw19)到2.0193(引物Ep7),平均1.2304。说明大多数检测的位点表现杂合体过量。F-统计量结果显示,海南岛野生香蕉居群的Fis和Fit变化范围分别是:-0.4665(引物EP7)到0.0145(引物Gpw19)、-0.3370(引物Ep7)到0.1451(引物Gpw19),平均值分别为-0.1773和-0.0976。Fis和Fit中除了Gpw19外,其他都为负值,说明杂合体比率明显大于理论期望值,也就是杂合体过量,这与固定指数F的结论一致。Fst的范围在0.0248(引物Gpw47)到0.1326(引物Gpw19)之间,平均0.0677,也就是指总的遗传变异中只有6.77%是存在居群间的。平均期望杂合度He为0.2775,平均实际杂合度Ho为0.3038,香农多样性指数I为0.5550,说明海南岛野生香蕉的遗传多样性相对较低;对七个居群间的遗传关系进行研究表明,所有居群之间相似性较高,遗传一致度都在0.9500以上,最大遗传距离才0.0513,这说明海南岛野生香蕉居群间遗传分化程度较低。阿佗岭居群(ATL)和大本山居群(DBS)之间的遗传关系最为紧密,遗传一致度为0.9910,遗传距离仅为0.0090。
经过野外调查和分子研究,认为在野生香蕉还没到濒危程度的情况下,还是以原位保护为主,不仅保护野生香蕉居群的完整,还要注重对其原生境的维护,特别是保护好食果类鸟类和蝙蝠免于灭绝。如果要进行科学研究或异地保护,建议从个体数目较多、居群保护完整、原生境维护较好、遗传多样性丰富的百花岭居群和九架岭居群选取植株。