苦楝聚合群体遗传多样性研究与核心种质构建

苦楝(Melia azedarach L.)为速生、多功能可综合利用的乡土树种,是高效、低毒的广谱植物源农药之一;呈连续的星点状分布,资源分散,破坏严重。对现有苦楝乡土野生资源进行收集、保存及遗传多样性测定评价,为科学合理保护苦楝种质资源、遗传改良、筛选优异种质进行“林-药”一体的规模化和产业化生物农药开发奠定坚实基础。 国内外首次在苦楝物候区划与物候多样性研究的基础上,针对苦楝散生点状分布特性,依据散生树种聚群理论与实验模式,在苦楝全分布区中分层抽取24 个群体及其729个个体。按照群体间、群体内个体间两个层次,采集单果及叶片材料,进行了表型多样性、梯度变异及表型区划的研究;在苦楝表型区划的基础上进一步分层抽取8 个苦楝群体,每群体30 个个体进行了DNA 分子标记(AFLP)遗传多样性研究;同步进行苦楝子代苗期性状多样性研究;并对表型、DNA 分子标记(AFLP)以及子代苗期性状的遗传多样性参数进行了耦合研究;构建出苦楝核心种质保存的样本策略,提出了苦楝遗传多样性保护策略,并营建了苦楝多点异地保存林。主要研究结果如下: 1 苦楝物候区划与物候多样性的研究 对中国苦楝全分布区的70个气象观测点的8 a(1994-2002)物候观测数据进行量化分析评价,跟进应用主成分、聚类分析等方法,将苦楝全分布区划分为11 个物候区;对每个物候区进行物候多样性分析以及物候多样性梯度分析等,研究提出苦楝物候多样性梯度变异与特征,为遗传多样性研究提供生态遗传依据与内容,也为苦楝种子区划和种苗调拨、种质资源收集保存提供了科学依据。 2 表型多样性研究 ⑴苦楝表型多样性极其丰富。方差分析表明苦楝6 组18 个表型性状在群体间和群体内都存在极显著差异(α=0.01);叶片、单果、单果种子数、核果、种子、千粒重6 组表型性状的变异系数分别是24.59%、13.24%、16.82%、11.52%、11.5%、26.96%,平均为15.95%;群体间平均变异系数为14.01%;12 个表型性状的重复力平均值为0.50;表型分化系数群体间(54.47%)大于群体内(45.53%)。 ⑵将5 个地理气候因子及对应的苦楝18 个表型性状因子进行典范相关分析,第一典范变量的特征根为0.9979(0.01 水平极显著),占全部特征根的78%;跟进主成分分析将二元坐标降为1 维数据轴,即表型性状梯度值,苦楝表型性状具很强的东北-西南地理梯度变异模式特点。用通径分析揭示出各表型性状对表型性状梯度值的直接作用和间接作用,从侧面证实了繁殖器官性状稳中求变的事实。 ⑶对18 个苦楝表型性状,根据主成分分析和聚类分析,将全分布苦楝表型多样性划分为五个大区及十个亚区,对各群体内个体所在表型区进行了回判检验,证明区划结果可靠性达93.8%。