麥冬類植物遺傳變異的分子標(biāo)記研究和表觀遺傳初探.pdf

1、麥冬類植物(Liriopogons)是指百合科山麥冬屬(Liriope Lour)和沿階草屬(Ophiopogon Ker-gawl)多年生常綠草本植物,廣泛分布于中國、韓國、日本和印度等亞熱帶東南亞國家。麥冬類植物是重要的藥用植物,主要藥用成分甾體皂苷用于治療心肌缺血、血栓、抗衰老和降血糖等;同時(shí)部分麥冬類植物具有四季常綠,易繁殖等特點(diǎn),其抗逆性和生態(tài)效益優(yōu)于其他草坪,被廣泛用于園林植物和觀賞植物。由于長期演化、地理隔離和遺傳漂變等因

2、素導(dǎo)致麥冬類植物各種群出現(xiàn)嚴(yán)重的分化,表現(xiàn)出較明顯的遺傳變異。
　　本論文收集了我國20個(gè)種群120份野生麥冬類植物,通過RSAP、TRAP、EST-SSR三種分子標(biāo)記對(duì)其遺傳變異進(jìn)行分析,考察各種群內(nèi)和種群間的遺傳多樣性差異。同時(shí)以三種標(biāo)記聚類圖中闊葉山麥冬和短葶山麥冬聚類較近的樣本為試驗(yàn)材料,對(duì)材料進(jìn)行基于MSAP標(biāo)記的DNA甲基化模式和水平的初步探索,取得的主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　1.麥冬類植物遺傳變異的分子標(biāo)記研究<

3、br>　　三種標(biāo)記在120份麥冬類植物中引物擴(kuò)增結(jié)果如下:16對(duì)RSAP引物共檢測(cè)出326個(gè)位點(diǎn),多態(tài)性位點(diǎn)318個(gè),引物多態(tài)性比率PPB為97.55％,多態(tài)信息含量PIC平均為0.920,引物分辨力RP平均為4.203;16對(duì)TRAP引物共檢測(cè)出322個(gè)位點(diǎn),多態(tài)性位點(diǎn)320個(gè)(99.38%),PIC平均為0.940,RP平均為7.085;12對(duì) EST-SSR引物共檢測(cè)出94個(gè)等位基因,多態(tài)性等位基因93個(gè)(98.94%),PIC平

4、均為0.791,RP平均為7.898。三種標(biāo)記的引物PPB、PIC表明試供材料具有較高的遺傳多樣性,引物分辨力 RP表明共顯性標(biāo)記 EST-SSR引物具有更高的分辨能力。
　　三種標(biāo)記在20個(gè)麥冬類植物種群中遺傳參數(shù)結(jié)果如下:RSAP標(biāo)記種群多態(tài)性位點(diǎn)百分率 PPL平均為30.86%,Nei’s基因多樣度平均值 H為0.1523, Shannon信息指數(shù)平均值I為0.2326,種群間基因分化系數(shù)Gst為0.4307,種群間基因流

5、Nm為0.6609;TRAP標(biāo)記 PPL平均為58.18%,H平均為0.2161,I平均為0.3202,Gst平均為0.4623,Nm平均為0.5818;EST-SSR標(biāo)記PPL平均為43.25%,H平均為0.1557,I平均為0.2318,Gst平均為0.5445,Nm平均為0.4182。三種標(biāo)記的 PPL、H、I表明試供材料種群內(nèi)發(fā)生了一定的遺傳變異,Gst表明遺傳變異在種群內(nèi)和種群間都有發(fā)生,Nm<1表明遺傳變異主要是由于遺傳漂變

6、引發(fā)的。
　　三種標(biāo)記在20個(gè)麥冬類植物種群中遺傳距離結(jié)果如下:RSAP標(biāo)記遺傳距離GD為0.0246~0.2868,浙江山麥冬和浙江闊葉山麥冬遺傳距離最近,陜西沿階草和福建短葶山麥冬遺傳距離最遠(yuǎn);TRAP標(biāo)記遺傳距離 GD為0.0575~0.4349,浙江山麥冬和浙江闊葉山麥冬遺傳距離最近,陜西沿階草和福建山麥冬遺傳距離最遠(yuǎn);EST-SSR標(biāo)記遺傳距離GD為0.0552~0.4884,浙江山麥冬和浙江闊葉山麥冬遺傳距離最近,陜西

7、沿階草和福建闊葉山麥冬遺傳距離最遠(yuǎn)。三種標(biāo)記遺傳距離GD結(jié)果也表明試供材料地理種群間存在一定的變異,屬間種群親緣關(guān)系最遠(yuǎn),親緣關(guān)系最近的兩個(gè)種群是浙江山麥冬和浙江闊葉山麥冬。
　　三種標(biāo)記在120份麥冬類植物中的聚類分析和主坐標(biāo)分析如下:RSAP標(biāo)記在遺傳相似系數(shù)0.65處被分為四大類,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ大類中山麥冬屬和沿階草屬具有明顯界限,第Ⅱ大類為沿階草屬;TRAP標(biāo)記在遺傳相似系數(shù)0.54處被分為三大類,第Ⅰ、Ⅱ大類為沿階草屬,第

8、Ⅲ大類為山麥冬屬,兩屬材料可以被完全分開;EST-SSR標(biāo)記在遺傳相似系數(shù)0.42處被分為三大類,第Ⅰ、Ⅱ大類和第Ⅲ大類的A小亞類主要為山麥冬屬,第Ⅲ大類的B小亞類主要為沿階草屬。三種標(biāo)記聚類分析表明山麥冬屬和沿階草屬具有較明顯的界線,試供材料在三種標(biāo)記聚類圖中一致度較高,聚類與地理來源具有一定相關(guān)性。RSAP標(biāo)記和 TRAP標(biāo)記的主坐標(biāo)分析與聚類分析基本一致,EST-SSR標(biāo)記的主坐標(biāo)分析與聚類分析略有差別,共顯性標(biāo)記在主坐標(biāo)分析圖上

9、能更好的體現(xiàn)出來。
　　2.麥冬類植物表觀遺傳初探
　　選取分子標(biāo)記聚類圖中10份樣本為材料,20對(duì)MSAP標(biāo)記引物共擴(kuò)增出387條帶,基因組DNA甲基化為22.22%~28.17%,短葶山麥冬(27.10%)略高于闊葉山麥冬(24.10%),全甲基化(平均14.30%)高于半甲基化(平均11.61%)。對(duì)比材料在三種標(biāo)記和 MSAP標(biāo)記中遺傳參數(shù)、聚類圖和主坐標(biāo)分析,結(jié)果表明闊葉山麥冬和短葶山麥冬在DNA甲基化水平具有一定