西川红景天微卫星标记开发及群体遗传分析

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西川红景天(Rhodiola alsia)隶属于景天科(Crassulaceae)红景天属(RhodiolaL.),为多年生草本,是青藏高原的特有植物类群。本研究在表达序列标签文库筛选法和磁珠富集法分别开发获得EST-SSR和G-SSR标记的基础上,对西川红景天的17个居群、327个个体进行群体遗传分析,主要研究结果如下:  (1)高通量测序获得EST序列6552条,其中含有SSR的序列5947条,随机选取其中的100对引物进行多态性筛选,成功扩增55对,17对显示较高的遗传多态性;磁珠富集法开发微卫星标记共选取了105对SSR引物,成功扩增45对,13对显示较高的遗传多态性。两种方法共获得30个多态性SSR位点,为开展西川红景天的群体遗传分析提供了基础。  (2)选取EST-SSR和G-SSR各8个多态性位点用于西川红景天17个居群的群体遗传分析,发现无论是EST-SSR,还是GSSR,或者两者的联合分析,均表现出较高的遗传多态性(0.793≤He≤0.830)。居群分化系数分析FST=0.483,说明西川红景天的居群分化水平不高。这在分子变异分析中也得到了证实,西川红景天的遗传变异主要发生在居群内(85.09-89.85%),而居群间的遗传变异较小,与cpDNA开展的谱系地理学研究结果是一致的。本研究的遗传分布式样与青藏高原地区的多数研究案例是一致的,但是在大钟花Megacodon stylophorus和山莨菪Anisodus tanguticus等研究中发现了与之相反的结果。这可能是由青藏高原复杂的地貌特征及第四纪冰期的气候对不同分布的物种影响程度各不相同,从而造成了形式各异的遗传分布式样。  (3)单避难所假说认为,扩散地区不管是在居群间还是居群内部都有着较低的遗传多样性,而且距离避难所越远,遗传多样性越低。我们的研究结果显然不符合单避难所假说,而是与cpDNA的研究结果一致。这一结论在遗传距离与地理距离的相关性检测中也得到了验证。表明西川红景天在第四纪冰期时并没有完全退缩到高原边缘,而是在高原台面上存留下来,符合高原台面微型避难所模式。  (4)结合SSR与cpDNA的群体遗传分析结果,我们可以推测西川红景天经历了如下的演化历史:青藏高原隆升和第四纪冰期气候反复波动改变了西川红景天的分布范围;第四纪冰期时,西川红景天没有完全退缩到青藏高原边缘,而是在青藏高原台面上的微型避难所中独立保存下来;间冰期时,西川红景天从高原边缘及台面上的多个避难所回迁或扩散,期间经历了严重的瓶颈效应,加之物种生活史特性、人类活动等影响,最终形成了西川红景天的现今生物地理分布格局。
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