青藏高原蕨麻分子谱系地理学研究及不同品种SSR指纹图谱构建

Juema is a kind of special plant resources in Tibetan Platea and its economic values, health care values is unique. Juema has all kinds of nutrition and active ingredients, it is used to a custom food、health products and Tibetan medicine. Juema has abundant diversity at morphology and molecular level, phylogenetic relationship is unknown, resource classification has controversy. Three Juema varieties are promoted cultivation with high economic value, counterfeit seeds are full of the market,therefore,The systematics,originate of Juema and Potentilla anserine and fingerprint build for different juema varieties with molecular technologies are significant in the healthy development of Juema industrial. The main research contents:①CpDNA and ITS primers of Junma and Potentilla anserine with good amplification effect are choosed and designed; ②To establish PCR amplification reaction volume and sequence cpDNA and ITS sequences of different population ;③To discuss Juema sequences genetic polymorphism and population genetic structure through different samples sequence results;④To establish phylogenetic tree based on two unite haplotype of varieties and analyse juema evolutionary relationship;⑤Comprehensive analysis of Juema molecular phylogeography was carried through by sequence results;⑥To research Juema gene flow with SSR molecular marker;⑦To build SSR fingerprint of three cultivars.

蕨麻是青藏高原特有的资源植物，经济价值、药用保健价值独具特色。蕨麻富含各种营养和活性成分，历来被藏区群众作为民俗食品、保健品和藏药使用。蕨麻在形态和分子水平变异丰富，系统发育关系不明确，资源分类存在争议。审定推广种植的3个蕨麻品种经济价值高，市场上假冒伪劣种子多。因此利用分子技术对蕨麻和鹅绒委陵菜的系统分类、起源等以及不同蕨麻品种构建指纹图谱对于蕨麻产业的健康发展具有重要意义。主要研究内容：①筛选和设计扩增效果较好的蕨麻和鹅绒委陵菜cpDNA和ITS序列引物；②建立PCR扩增体系，测定不同居群样本cpDNA和ITS序列；③通过分析不同样本的测序结果，探讨蕨麻序列遗传多态性及群体遗传结构；④构建2个种联合单倍型的系统进化树，分析蕨麻的进化关系；⑤利用测序结果进行分子谱系地理学的综合分析；⑥利用SSR分子标记对蕨麻基因流进行研究；⑦构建3个蕨麻品种的SSR指纹图谱。

蕨麻是青藏高原特有的资源植物，富含多种营养和活性成分，历来被藏区群众作为食品和藏药使用，价值独具特色。蕨麻的演化过程和地理分布不明。审定推广的3个蕨麻品种经济价值高，市场上假冒伪劣种子多。利用分子技术研究谱系地理分布、演化及不同品种指纹图谱的构建对于蕨麻产业的发展具有重要意义。主要研究内容：①探讨蕨麻的群体遗传结构；②分析蕨麻的演化过程；③明确蕨麻的分子谱系地理学分布；④构建3个蕨麻品种的SSR指纹图谱。获得的主要结果有：①明确了蕨麻的遗传结构。叶绿体cpDNA trnL-trnF和核基因ITS片段分别扩增出603个和714个个体，检测到40种和128种单倍型， 其中，16种和42种单倍型分布于所有居群中，其余为特有单倍型。亲缘关系相近的单倍型发生于同一居群中，存在着明显的谱系地理关系。②探索出蕨麻的演化过程。第四纪冰期前，蕨麻广泛分布；第四纪冰期，原来连续的居群片段化，由于缺乏基因流单倍型单独进化，产生大量特有的单倍型。大部分遗传变异存在于居群内部，居群间分化水平很高。③明确了蕨麻的分子谱系地理分布格局。通过cpDNA及ITS的单倍型NETWORK图分析，蕨麻存在三个冰期避难所，即东喜马拉雅区域、青藏高原东南边缘及横断山脉区域。当前、全新世中期、末次盛冰期和末次最大间冰期的分布重建结果显示，蕨麻分布范围急剧收缩，全新世中期后重新扩张。④构建出蕨麻品种的SSR指纹图谱。利用20对SSR引物扩增的带型编码进行串联排列，构建了9个蕨麻品种（品系）的SSR指纹图谱，并进行了指纹图谱的验证，初步建立了蕨麻品种鉴定体系。⑤明确了蕨麻的采样策略。同一居群内采集蕨麻样品时，最小距离不小于5千米；没有大型山脉时，蕨麻居群间采样距离不小于100千米，有高度为1000米以上山脉时，跨过高山即可采集另一居群，为无性繁殖多年生野生植物提供了采样策略。⑥发表论文7篇，出版《中国蕨麻》专著1部，申请及授权专利9件，获得科研奖励3项，编制地方标准1项，获得成果3项，培养硕士研究生5名。