蒙古栎地理种源遗传多样性的研究

本研究从蒙古栎（Quercus mongolica）地理种源试验林取材,运用群体遗传学、生物系统学、植物生态学原理,从种源的生长性状、光合速率、蒸腾速率、硝酸还原酶、可溶性蛋白和荧光诱导动力学等生理生化指标及ISSR分子标记等方面,进行蒙古栎遗传多样性、种源划分以及优良种源选择的研究。主要研究结果如下: 参试蒙古栎种源各生长性状存在着显著性差异,这表明蒙古栎种源选择是十分必要的。蒙古栎地理变异总趋势,受纬度和经度的双重控制,但以经度影响略大。树高由西南到东北逐渐降低,且变化缓慢,而从中间带到东南、西北两个方向树高逐渐降低,且变化较快。地径呈现由东向西逐渐减小的趋势。不同蒙古栎种源生长性状、地理、气象因子之间具有一定的相关性。将参试的25个种源划分为三个种源区,Ⅰ区种源多数分布在长白山南部、龙岗山一带,Ⅱ区种源多数分布在长白山及老爷岭,Ⅲ区种源位于小兴安岭和张广才岭。 蒙古栎不同种源间硝酸还原酶、可溶性蛋白含量、叶绿素含量存在着明显的差异。且与生长性状之间存在显著或极显著的正相关,即高、径生长好的种源,硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量和叶绿素含量高;硝酸还原酶活性大的种源,可溶性蛋白含量和叶绿素含量也高。这一结论可为林木早期选择提供初步依据。荧光动力学参数能够反映PSⅡ反应中心的综合活力。经相关分析,PSⅡ光化学特性的几个参数与蒙古栎生长量及叶绿素含量存在着一定相关性。其中,Fv/Fo、Fv/Fm、Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、ETR及QP等几个参数与苗高、地径及叶绿素含量呈正相关,多数达到显著或极显著相关水平;同时,各参数之间也都具有极高的相关性。以蒙古栎种源叶绿素含量、硝酸还原酶活性,以及净光合速率和蒸腾速率等各项生理指标为依据,通过多性状综合评价方法,初步确定苇河、集安种源为优良的种源,与生长性状的选择一致。 首次建立了蒙古栎的最优ISSR-PCR的体系。蒙古栎不同种源的ISSR分析结果表明:10个引物对全部250个体扩增的多态位点的比率为78.87%,平均每个引物5.6个多态位点。用Shannon指数（Ⅰ）估计25个种源的遗传多样性水平为:苇河>乌伊岭>东方红>新青>沾河>集安>带岭>临江>嘉荫>美溪>长白市>东京城>绥陵>抚顺>绥阳>岫岩>松花湖>白石砬子>弯甸子>白石山>盘石>敦化>宽甸>穆棱>汪清。蒙古栎种源间发生了一定的遗传分化,种源间的遗传变异占总遗传变异的26.57%,73.43%的遗传变异分布在种源内的个体间,表明蒙古栎种源的变异主要来源于种源内。遗传距离和地理距离之间呈极显著正相关。这说明地理环境对各种源遗传组成影响较大。通过遗传距离矩阵聚类分析,将25个种源大体可以分为两个种源区:小兴安岭种源区和长白山种源区。其中,小兴安岭种源区包括带岭、绥棱、沾河、新青、美溪、东京城、绥阳、东方红、苇河、穆棱、嘉荫、乌伊岭种源;长白山种源区包括松花湖、汪清、长白市、敦化、湾甸子、白石砬子、宽甸、岫岩、抚顺、集安、临江、盘石、白石山种源。