马尾松与黄山松种间基因渐渗障碍基因组区域检测

本课题的主要目标是将基因组学的研究手段应用于检测马尾松与黄山松种间基因渐渗障碍的基因座位区间，并阐明这些基因座位的数量及其在基因组中的分布。即以马尾松、黄山松及其杂种为研究材料，通过比较作图和SDL(偏分离基因座位)图位比对，识别杂种基因组中阻碍种间基因交流的SDL区间。在识别出相应区间的基础上，研究位于这些区间内的分子标记偏分离程度和方向与相应标记在群体中渐渗距离和方向的关系，从而确定基于家系分析所揭示的种间不亲合障碍与群体水平上的基因渐渗障碍之间的关联。标记的偏分离可以揭示亲本同源染色体上遗传物质在后代中的不均等传递。然而在家系分析基础上揭示的偏分离所显示的种间不亲合障碍是否也是群体水平上的种间基因渐渗障碍，迄今没有相应的实验证据。如果两者之间紧密关联，比较作图和SDL分析将会成为揭示种间基因交流障碍的有力遗传工具，对本项目假说的验证，将有助于加深我们对临域性物种形成遗传机制的认识。

物种分化遗传机制是当前生物学研究领域的一个热门话题。由于生殖隔离在物种分化过程中起着十分重要作用，阐明物种间生殖隔离的遗传机制是物种分化研究领域的一个重要目标。然而迄今物种生殖隔离产生的原因仅在少数几个物种中进行了较为深入的研究。种间杂交往往会在杂种的育性及适应性方面产生负面效应，即使一些物种通过种间杂交能产生杂种优势，但在后续世代的杂交中往往也会发生不育现象。遗传作图为我们揭示亲本基因组中控制配子向后代不均等传递的基因组区域提供了重要的技术手段。在遗传作图过程中，配子向后代不均等传递表现为标记偏分离。由于配子不均等传递的显著程度与物种分化程度存在正相关关系，因此在种间杂交组合中，检测标记偏分离的基因组区域可用于查找控制种间生殖隔离有关的基因组区域。马尾松与黄山松的物种分化主要是由于它们所处的海拔生态位不同造成的，它们在垂直分布上相临，且存在自然的基因交流，因此马尾松与黄山松是研究临域性物种分化遗传机制的理想材料。在本项目中，我们系统研究了马尾松、黄山松及其杂种个体的球果特征、种子的饱满度、发芽情况及一些反映苗木抗寒性差异的生理生化指标的变化规律。另外，由于松属基因组硕大，笔者针对松属树种进行了AFLP分析程序的优化。在此基础上，我们利用AFLP标记和一株马尾松与黄山松杂种个体上采集的种子的胚乳组织构建了杂种个体的遗传图谱。利用建成的遗传图谱，分析了可能与这两个树种生殖隔离相关的基因组区域，并进一步利用数量遗传学手段，定位了控制标记偏分离的遗传位点。最后利用表达序列标签将建成的连锁图连结到松属树种的共祖先图谱上。上述研究为加深我们在基因组水平上对临域性物种分化遗传机制的认识提供了重要的实验证据。