论文部分内容阅读
兰科是开花植物中最大的科之一,也是植物保护当中的“旗舰”类群。寒兰(Cymbidium kanran)隶属于兰科(Orchidaceae)兰属(Cymbidium),具有很高的观赏价值和经济价值。我国寒兰资源十分丰富,但近年来随着人们的滥采滥挖,野生寒兰资源及其生境遭到了破坏,对寒兰资源的保护刻不容缓。本研究在调查我国野生寒兰资源分布的基础上,采集了我国7省10个寒兰居群的132个个体,利用ITS和cpDNA分子标记研究其遗传多样性以及遗传结构,分析了寒兰居群的遗传分化、基因流、居群动态等特点,并提出了相应的保护策略,为寒兰资源的保护和可持续利用提供了参考。主要研究结果如下:(1)ITS序列比对排列后长度为658bp,G+C含量在57.60%-68.39%之间,平均为65.99%;ITS1序列G+C含量在53.91%-71.19%之间,平均为67.57%;5.8S序列G+C含量在56.31%-60.74%之间,平均为57.69%;ITS2序列G+C含量在67.86%-70.63%之间,平均为69.82%;cpDNA petB-petD序列比对排列后长度为536bp,G+C含量在33.26%-33.68%之间,平均为33.61%。ITS序列共有179个变异位点,其中83个为简约信息位点;cpDNA pet B-petD序列共有10个变异位点(包括一个12bp的插入),其中5个为简约信息位点。(2)基于ITS序列数据,寒兰样本中共检测到18种ITS单倍型,所有的居群都有1种以上的单倍型;IHap5和IHap6为主要单倍型;根据单倍型网络图推测IHap5可能是原始单倍型。寒兰总的单倍型多态性(Hd)为0.802,核苷酸多态性(Pi)为0.04274。各居群的遗传多样性水平差异较大(Hd=0.182-0.857,Pi=0.00077-0.07092),单倍型多态性最高的为LN居群,最低的为JZ居群;核苷酸多态性最高的为CY居群,最低的为YF居群。总体来看寒兰居群的遗传多样性水平较高。居群内的遗传变异(64.83%)大于居群间的遗传变异(35.17%),Fst=0.3517,Nm=0.4608,基因流水平中等。Gst=0.28016,Nst=0.36120,两者差异不显著(P>0.05),表明寒兰居群不存在显著的谱系地理结构。遗传距离与地理距离的相关性检验结果显示,寒兰各居群间的遗传距离与地理距离之间无显著相关性(r=-0.2725,P=0.4889>0.05)。(3)基于cpDNA petB-petD序列数据,寒兰样本中共检测到11种cpDNA单倍型。CHap1在所有的居群中均有分布,为广布单倍型;根据单倍型网络图推测CHap1可能是原始单倍型。寒兰总的单倍型多态性(Hd)为0.609,核苷酸多态性(Pi)为0.00169。各居群的遗传多样性水平差异较大(Hd=0-0.803,Pi=0-0.00329),其中YH居群表现出最低的遗传多样性水平(Hd=0,Pi=0);单倍型多态性最高的为WYS居群,核苷酸多态性最高的为RJ居群。总体来看寒兰居群的遗传多样性水平较高。居群内的遗传变异(88.01%)大于居群间的遗传变异(11.99%),Fst=0.1199,Nm=1.8351>1,基因流水平较高。Gst=0.13685,Nst=0.15436,两者差异不显著(P>0.05),表明寒兰居群不存在显著的谱系地理结构。(4)在调查我国野生寒兰资源分布的基础上,综合寒兰遗传多样性以及遗传结构特点,提出以下保护建议:(1)对寒兰资源状况进行统计,建立数据库;(2)针对生境状况较好、遗传多样性水平较高的居群采取就地保护措施,如设立自然保护区等,并加大管理力度,完善保护区建设;(3)针对生态环境受到威胁、遗传多样性较低的居群采取迁地保护措施;(4)保护传粉昆虫;(5)结合人工繁育和移栽技术,建立并优化快速繁殖体系,培育优良品种,从而满足市场需求。