“杂交-渐渗”对西藏泡核桃天然居群的遗传影响研究

Juglans sigillata is an indigenous species of China, and also is the closest relative of J. regia. It distributes in the southwestern part of China. At present, the genetic diversity of J. sigillata populations were affected by many factors, and the introgression from J. regia population may be one of them. Early period investigation suggested that the introgression may happened between the J. sigillata and J. regia in co-existence place. This research intend to study the genetic diversity and genetic structure of J. sigillata in different age stage, compare the change between them by nuclear SSR, chloroplast SSR and mitochondria SSR markers. At the same time, we plan to construct the selfing progeny population from the hybrid of the two species, and located the nonrandom genetic area by nuclear SSR. This research try to explore the introgression of the two species and its effect on genetic character of J. sigillata populations, finally located the genetic area which may control the compatibility of the two species.

泡核桃是我国特有种，主要分布在我国西南地区，具有丰富的种质资源。目前泡核桃居群遗传多样性受到来自各方面的影响，其中同域分布普通核桃的基因渐渗就是主要因素之一。前期调查发现，在泡核桃与普通核桃的邻域分布区，可能有较为明显的基因渐渗情况发生。本研究拟在西藏东南部两个种邻域分布的区域，采取分不同年龄世代构建泡核桃代表居群的方法，对比参照居群。利用核基因组、叶绿体、线粒体这三套不同来源基因组SSR标记检测泡核桃居群受基因渐渗的程度以及遗传多样性与遗传结构的变化情况。同时，检测泡核桃在开放授粉条件下的杂交亲和性并构建两个种杂交子代‘云新’品种的自交后代分离群体，用核基因组SSR标记筛选出受到明显选择的遗传区域。研究旨在了解目前与普通核桃邻域分布的泡核桃天然居群受普通核桃基因渐渗的程度以及在基因渐渗影响下居群遗传特性的变化规律。并对可能影响两个种杂交亲和性的遗传区域进行初步定位。

泡核桃是我国特有种，具有丰富的种质资源。目前泡核桃居群遗传多样性受到来自各方面的影响，其中同域分布普通核桃的基因渐渗就是主要因素之一。在泡核桃与普通核桃的邻域分布区，可能有较为明显的基因渐渗情况发生。本研究拟在西藏东南部两个种邻域分布的区域，采取分不同年龄世代构建泡核桃代表居群的方法，对比参照居群，检测泡核桃居群受基因渐渗的程度以及遗传多样性与遗传结构的变化情况。研究旨在了解目前与普通核桃邻域分布的泡核桃天然居群受普通核桃基因渐渗的程度以及在基因渐渗影响下居群遗传特性的变化规律。研究结果显示本研究以鉴定区分5个核桃属近缘种为目标，用已经测定出的核桃属植物叶绿体全长序列为模板找到具有简单重复序列的DNA区段，根据其两翼的序列设计出特异性引物筛选出能够特异鉴别区分种间多态性的SSR引物。对待测物种进行PCR扩增，观察多态性，扩增出的20对引物PCR产物进行电泳检测的结果显示，本次实验中用到的20对引物缺乏种间多态性，不能很好检测到种间差异。在西藏地区核桃与泡核桃的等位基因及遗传多样性参数都明显高于对照核桃居群，分子方差分析显示两个种间的种间遗传分化程度为(7.91 %, p<0.0001)，在两个种之间存在一定程度的基因渐渗，但在不同世代的群体中渐渗程度没有明显差别。基因渐渗的方向为核桃向泡核桃居群间渗透。由于核桃属中各个种遗传距离相对较小，生殖隔离不明显，因此种间杂交在核桃属植物种内是一个比较普遍的现象。在研究中我们调查了中国特有的野核桃(J. cathayensis) 以及普通核桃（J. regia）之间的天然杂交子代形成情况。结果显示12对SSR引物在两个种内显示出较好的多态性。贝叶斯聚类结果显示两个种之间基因健身的现象很少见。在9个表型上介于种间类型的个体中，只有3个个体表现出杂交子代的遗传背景。另外的6个中间类型的基因型以及156个样本都表现为纯种的遗传背景。