猕猴桃倍性混合居群空间遗传和表观遗传变异及相关的适应性进化研究

自然界倍性混合居群的同域维系及相关的适应性进化一直是生物学家关注的重点。对于具有经济价值的多倍体植物类群，探讨其倍性个体的空间遗传变异和生态适应性有利于优异种质资源的发掘和利用。中华猕猴桃和美味猕猴桃复合体是最具经济价值的猕猴桃物种，倍性变异复杂且存在大量自然倍性混合居群。本项目拟选择中华/美味猕猴桃复合体的自然倍性混合居群为研究对象，在小尺度研究水平上利用AFLP、EST-SNP和MSAP等三种分子标记共同揭示同域共存的倍性小种基因组多位点的遗传变异方式和甲基化变异方式，同时结合野外的形态和生态环境因子的调查与分析，探讨倍性小种种内种间所展现的空间遗传结构的异同及其与形态和环境的相关性，阐明多倍化在适应性进化中的作用机理。面对当前全球生物多样性保护和可持续利用与现代农业可持续发展的需求，该项研究有助于促进多倍体相关的基础科学研究和猕猴桃相关的应用基础科学研究的发展。

对于具有经济价值的多倍体植物类群，探讨其倍性个体的空间遗传变异和生态适应性有利于优异种质资源的发掘和利用。本项目以中华猕猴桃和美味猕猴桃复合体倍性混合居群为研究对象，在小尺度研究水平上结合形态描述、倍性分析和基因组遗传和表观遗传变异分析，深入讨论了该复合体倍性混合居群的遗传变异和生态适应。研究结果表明, 中华猕猴桃倍性混合居群具有较高的基因组遗传变异和表观遗传变异,且多样性水平在一定程度上相关于倍性水平。同时发现, 该居群的遗传和表观遗传分化主要发生在倍性小种内部, 而倍性小种间没有明显的基因交流阻碍。此外, 邻接聚类分析显示, 中性遗传数据结果与倍性相同优先聚类的原则完全吻合, 而在表观遗传水平上,DNA甲基化明显影响了倍性个体间的聚类关系。另外, 本研究还发现, 该倍性混合居群具有适中的甲基化水平, 且倍性之间差异明显, 这种因倍性不同而变化的表观遗传变异可能是该倍性混合居群自然选择和适应性进化的关键机制之一。基于该研究结果及快速发展的分子生物学技术, 今后应进一步结合相关的分子标记技术和可能的倍性混合居群的繁殖及生物学规律深入探讨该倍性混合居群的稳定维系机制, 为相应猕猴桃多倍体资源的发掘利用提供指导。