杉木遗传多样性的ISSR研究

杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)HooK)属杉科(Taxodiaceae)杉木属的高大乔木,为第四纪冰期的孑遗植物,是我国南方最主要的造林树种之一,分布于我国南方16个省区,其中,黔东南、湘西南、桂北、粤北、赣南、闽北和浙南等地区是我国杉木的重点产区。本研究拟采用ISSR(inter-simple sequence repeats)分子标记,对杉木全分布区的种源进行遗传多样性分析,以期从分子水平上全面揭示杉木种源遗传变异分布格局,探讨杉木种源间的亲缘关系,为杉木遗传资源管理及高世代遗传改良提供分子依据。主要研究结果如下： (1)采用正交设计,建立了稳定的、可重复的ISSR-PCR扩增反应体系：20μL反应体系为:Mg2+1.5mmol·L-1,dNTP0.3mmol·L-1,引物0.7μmol·L-1,DNA70ng,Taq酶1U。扩增程序为：94℃预变性5min；94℃变性40s,退火40s(退火温度随引物的变化而不同),72℃延伸2min,38个循环；72℃延伸7min；4℃保存。 (2)利用最佳ISSR-PCR反应体系,从100条引物中筛选出稳定的、重复性高的9条引物对40个种源进行ISSR-PCR扩增,9条ISSR引物共检测出133条带,其中122条多态性条带,多态条带百分率(PPB)为91.73%,各种源PPB和Shannon表型多样性指数(HPOP)分别为37.46%-55.75%和0.2015～0.3445,这表明杉木种源具有较高的遗传多样性,种源间遗传分化较大。其中,湖南会同、安徽泾县、广西融水、贵州黎平种源遗传多样性最高,江苏句容、河南新县、云南马关、富源种源遗传多样性最低。分子方差分析(AMOVA)揭示,种源间和种源内遗传变异分别占总变异的46.51%和53.49%,种源间遗传分化极显著(Φst=0.4651, P<0.001)。UPGMA法聚类表明,参试的40个杉木种源可分为7地理种源区。 (3)杉木种源间存在明显的遗传分化,可能是杉木分布区生境差异大且种源间多存在高山、河流阻隔产生基因流受阻而引起的,这暗示着,杉木高世代遗传改良应重视种源间的遗传变异材料收集,防止育种群体的遗传基础变窄,以期获得更大的遗传改良效果。