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樱桃李(Prunus cerasifera Ehrhart)是一种重要的果树资源,其野生种在我国仅分布于新疆伊犁谷地以北博罗霍洛山南麓的霍城县大西沟和小西沟的10多条支沟中,在我国为新疆特有分布。在《中国珍稀濒危保护植物名录》中,它已被列为国家Ⅱ级重点保护物种,是具有生物多样性国际意义的优先保护物种。由于长期以种子繁殖为主以及复杂多变的地形气候使野生樱桃李在长期的演化过程中形成了丰富多变的类型,为我国栽培樱桃李的选育和改良提供了丰厚的资源。
本研究以目前已确定的40个类型的野生樱桃李为对象,查阅了每个类型的形态学相关描述的记载,应用数量分类方法对其数量性状进行了主成分分析和聚类分析,同时运用ISSR分子标记和ITS序列分析对40个野生樱桃李类型和14个野生樱桃李类型进行了分子系统学的研究。旨在从数量分类学和分子系统学上对我国的野生樱桃李类型间的亲缘关系和遗传多样性进行研究,为野生樱桃李的种质资源的合理利用和育种改良的早期选择提供科学依据。结果表明:
1.从主成分分析的结果可以看出,至少需要结合9个数量性状才能代表一个野生樱桃李类型的整个信息,说明了野生樱桃李的性状变异非常大,只是利用数量分类的方法来区分野生樱桃李种下类型比较困难,在数量性状的聚类分析中也可以看出,分为的2大类群中,虽然野生樱桃李种下类型基本按照叶片和果实的特性得到了区分,但是其中还是有一些不符合叶片和果实的特性的分类。
2.数量性状和ISSR分子标记有一定的一致性,当数量性状和ISSR分子标记相结合时,构建出来的整个聚类图较准确和全面的说明了40个野生樱桃李类型间的亲缘关系,可以作为野生樱桃李种下类型分类的一个重要的依据,因此需要结合多种分类方法,对野生樱桃李的种下类型进行划分。
3.12条引物扩增出来的141条条带,其中多态性条带的比率达到了90.78％,并且遗传距离(GD)的范围在1.283-6.042之间,遗传相似系数(Hs)介于0.504-0.851,这些数据充分说明野生樱桃李具有丰富的遗传多样性。野生樱桃李丰富的遗传多样性,导致了野生樱桃李较多的遗传差异,从而产生了较多的野生樱桃李的类型。
4.ISSR标记在野生樱桃李类型上同样表现出较高的多态性,且ISSR在野生樱桃李类型间的扩增位点多态性主要由类型间的差异引起。ISSR可有效地反映不同野生樱桃李类型间的亲缘关系状况,可作为亲缘关系较近的野生樱桃李类型间的有效分析手段,也适用于分析野生樱桃李类型间的遗传多样性。在用ITS序列构建进化树时,未能得到很好的效果。仅从这个序列的差异无法说明野生樱桃李种下类型的亲缘关系。由此可见,ITS序列测定不适用于野生樱桃李种下类型间的分析。
5.为了避免野生樱桃李种下类型的灭绝,除了进行相关的研究保护其生长环境以外,建议尝试利用灵敏度高的简单序列重复区间(ISSR),结合形态和数量分类的方法,建立单株分子标记与野生樱桃李遗传变异程度等参数,并且分析野生樱桃李类型间的亲缘关系,有利于今后野生樱桃李产业发展中地方类型资源收集、保存,保护和防止遗传多样性和优良种质基因的丢失。