雷公藤種源地理遺傳變異規(guī)律研究.pdf

1、植物地理學研究的重點是植物的起源、演化與空間分布的關系,主要依托于植物在某一地理區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)出的規(guī)律性。這種規(guī)律可以是外在形態(tài),也可以是內(nèi)在特異基因。本研究以藥用植物雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.F)為具體研究對象,通過對不同種源及個體的遺傳多樣性和遺傳結構的研究,探討地理差異和人為干擾對雷公藤遺傳分化的影響,最終對雷公藤種質(zhì)資源保存提出建議。從雷公藤的主要分布區(qū)福建、江西、浙江、湖南、貴州、云南、廣西7

2、省采集95個個體用于RAPD分子標記實驗,并結合居群采樣原則和空間自相關分析提出雷公藤遷地保護策略。研究成果如下:
　　 1、將提取植物總DNA的常規(guī)CTAB法和試劑盒法結合,所得方法能夠成功地從雷公藤葉片中分離出純度高、雜質(zhì)少的優(yōu)質(zhì)DNA。該方法排除了以往提取雷公藤DNA時多糖和酚類物質(zhì)的干擾,且適用性較強。同時通過多種提取方法的試驗結果對比,發(fā)現(xiàn)雷公藤內(nèi)含物中存在某種物質(zhì)能夠中和提取液,從而干擾提取結果,但該物質(zhì)能通過氯仿抽

3、提消除或是減少。
　　 2、篩選出12條隨機引物對全部供試樣本進行RAPD分析,一共得到118個重復性好、清晰的位點,其中多態(tài)位點共計107個,多態(tài)百分比達到91.14％;全體樣本Nei's基因多樣性指數(shù)H=0.2973,Shannon's信息指數(shù)I=0.4472,觀測等位基因數(shù)Na=1.9114,有效等位基因數(shù)Ne=1.5120。4項衡量居群遺傳多樣性的重要指標均顯示供試25個群體具有較高的遺傳多樣性水平;東南部種源Nei's

4、基因多樣性指數(shù)和Shannon's信息指數(shù)普遍高于西南部,主要是因為東南部為雷公藤制藥優(yōu)質(zhì)藥材產(chǎn)區(qū),開發(fā)利用較早,雜交和引種加強了種源間的交流,而西南部種源多被高山包圍,地理上不利物種間基因交流。
　　 3、利用兩種軟件對供試材料進行親緣聚類。Popgene聚類結果為廣西、貴州、云南3省種源聚集在一起形成固定的西南居群區(qū);福建種源分別和浙江、江西、湖南三省種源聚集成3個居群區(qū)?？傮w上看,東南地區(qū)基因交流密切,且江西、湖南兩省為雷

5、公藤和昆明山海棠的混生區(qū),因而種源間親緣關系較復雜。DPS聚類結果基本一致,總體保持了先個體聚集后地區(qū)聚集的態(tài)勢。但福建居群明顯獨立,混生區(qū)聚類也更趨合理。
　　 4、制定雷公藤種質(zhì)資源遷地保護策略,需要同時考慮居群內(nèi)取樣數(shù)、居群數(shù)和遺傳變異空間關系?；趯坠龠z傳多樣性的各項研究得出,以保存遺傳多樣性為主要目的的雷公藤遷地保護,每個居群的采樣數(shù)需達到45才能充分代表該居群的遺傳多樣性;同時,不同地區(qū)的取樣居群數(shù)不同,西南地區(qū)

6、取到4個居群就能保證包含群體95％的遺傳多樣性,而東南地區(qū)最多需取到10個居群。對居群遺傳變異空間自相關分析的結果為,在較近距離等級(738.4m)內(nèi),個體間存在相似關系,但隨著距離的增大,Moran'sI值中正值減少而負值增多,特別在第六等級距離內(nèi)出現(xiàn)了明顯拐點,說明在1044-2350m范圍內(nèi)的個體不相似。盡管在后兩個等級中又出現(xiàn)了少數(shù)正相關的Moran'sI值,但基于正負值總體走勢,依然反應出負值的漸變模式。
　　 5、將

7、生長于永安國有林場的18個種源的360個個體在生長8個月后的生物量增值和器官生長各項指標作因子分析,最終得出浙江麗水、廣西柳州、三明明溪、浙江衢州、浙江金華、三明清流、福建莆田、三明尤溪等地種源在永安的生長情況最好,且除去廣西柳州和福建莆田,其余6個種源均被歸為同一遺傳分支。這說明遺傳距離相近的種源,對生長環(huán)境的需求也相近。而作為本地種源,永安種源的得分處于平均水平之下,表明永安供試種源在本地并不具備生存優(yōu)越性。因此,在制定保護策略時可