山東牛心柿群體遺傳多樣性和親緣關(guān)系的SSR分析

艾呈祥　秦志華等

摘 要： 【目的】從分子水平了解山東牛心柿群體的遺傳結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系?！痉椒ā坎捎肧SR分子標(biāo)記技術(shù)對山東省內(nèi)的8個牛心柿群體共207個個體進行檢測，應(yīng)用POPGENE 1.31軟件進行遺傳參數(shù)分析，采用AREQUIN 2.0軟件對群體間和群體內(nèi)的遺傳變異進行分子變異分析，利用TFPGA軟件對Neis無偏差預(yù)期雜合度和基因分化系數(shù)進行了統(tǒng)計計算?！窘Y(jié)果】10對SSR引物共檢測到128個位點，其中105個位點為多態(tài)位點，占82%。Neis遺傳多樣性指數(shù)（He）在0.153 8～0.247 6，Shannon信息指數(shù)（H0）在0.221 7～0.372 1。群體間的遺傳變異占總遺傳變異的24.17% （P< 0.001），群體間的遺傳距離（D<0.231 7）、遺傳一致度（I >0.783 2）、基因分化系數(shù)（φST=0.222 6）和遺傳分化系數(shù)（FST= 0.175 9）均表明各群體間產(chǎn)生了一定程度的遺傳分化?！窘Y(jié)論】山東牛心柿群體遺傳背景豐富，群體間一定程度的遺傳分化可能是人為選擇壓力所引起。

關(guān)鍵詞： 牛心柿； SSR； 遺傳多樣性； 聚類分析

中圖分類號：S665.2 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1009-9980？穴2013？雪04-0558-05

柿（Diospyros kaki Thunb.）原產(chǎn)我國，已有2 000年以上的栽培歷史[1-2]。山東栽培柿屬果樹的記載最早見于《孟子》、《上林賦》和《禮記.內(nèi)則》，到17世紀(jì)中后期，柿已成為山東果樹的主要樹種之一[3]。目前山東柿的栽培品種約60多個，澀柿品種主要包括牛心柿、滿堂紅、托柿、蓋柿（磨盤柿）、鏡面柿、水柿、小萼子和大萼子等，截止2007年底，山東柿子栽培面積約為3.33萬hm2。據(jù)不完全統(tǒng)計，山東牛心柿栽培面積5 300 hm2（占山東柿樹栽培面積的15.9%），共有柿樹400萬株，且300年左右的老牛心柿樹在各地并不罕見，主要分布在魯中南山區(qū)，青州、臨朐、沂水、費縣、蒼山、棗莊、淄博和泰安等地[3-4]。

目前，柿樹生產(chǎn)上的優(yōu)良品種幾乎均來自偶發(fā)實生或芽變，種內(nèi)變異極為豐富，芽變品種多，在長期引種和栽培過程中，山東牛心柿在不同地區(qū)表現(xiàn)出差異較大、多樣性豐富、芽變率高、個別性狀突出等特點[3]，種群間的親緣關(guān)系不甚明了，影響柿優(yōu)良品種的推廣、育種親本的選配和栽培適地的選擇。

SSR分子標(biāo)記因其多態(tài)性豐富、穩(wěn)定性好、操作方便等特點，已成為研究二倍體植物群體遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)最常用的方法之一。在異源多倍體山羊草屬[5]、三倍體桑樹[6]、多倍體蕓薹屬[7]和甜菜[8]等多倍體植物上亦有少量遺傳多樣性方面的報道。我們對山東省內(nèi)300 a左右的老牛心柿，共8個六倍體群體207個個體進行SSR分析，以探明山東柿屬資源的起源，為收集優(yōu)良柿屬資源、豐富和改良現(xiàn)有栽培品種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 居群選擇

1.2 DNA提取和SSR-PCR擴增

采用改良的CTAB法[9]提取柿葉片的基因組DNA，用0.8%的瓊脂糖凝膠電泳檢測其質(zhì)量，并在紫外分光光度計下檢測其質(zhì)量濃度，最后稀釋到20 mg·L-1，放入-20 ℃冰箱里儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 群體間SSR的多態(tài)性

對51對SSR引物進行了篩選，其中10對引物（表2）能擴增出條帶清晰、重復(fù)性和穩(wěn)定性好且多態(tài)性條帶相對較多，10對引物共檢測到128個位點（每對引物產(chǎn)生8～17個位點），其中105個位點是具多態(tài)性的，每對引物擴增出的DNA片段大小主要集中在113～275 bp（圖1）。以上數(shù)據(jù)表明山東牛心柿群體在分子水平具有豐富的多態(tài)性。8個牛心柿群體中，泰安群體采樣數(shù)最少（17個），10對引物共檢測到8個位點，其中5個位點具有多態(tài)性；而青州群體采樣數(shù)最多（35個），10對引物共檢測到17個位點（15個位點具有多態(tài)性）。在8個群體中，其群體內(nèi)和群體間個體差異較大，隨著樣本容量的增加，多態(tài)性位點數(shù)和多態(tài)性位點百分率隨之升高，其群體內(nèi)和群體間遺傳多樣性越豐富。

2.2 物種和群體水平的遺傳多樣性

2.3 群體遺傳變異

2.4 聚類分析

3 討 論

山東牛心柿群體遺傳多樣性較高是因為山東柿樹栽培歷史悠久，牛心柿群體龐大，性狀紛雜多樣[3]。Hamrick等[16]曾報道植物在物種水平上的遺傳多樣性（He）為0.150，而本研究的8個自然群體除了沂水（0.149 2）和泰安（0.139 8）群體外，其他群體的遺傳多樣性均高于植物的自然水平。青州、臨朐和蒼山群體遺傳多樣性最高，淄博、費縣和棗莊群體的遺傳多樣性次之，而沂水和泰安群體遺傳多樣性最低。沂水和泰安群體反應(yīng)了遺傳多樣性的3個指標(biāo)（PPL， He， I）的值僅為青州、臨朐和蒼山群體的70%左右。根據(jù)我們的調(diào)查，青州、臨朐和蒼山群體的個體數(shù)量較多，沂水和泰安群體的個體數(shù)量最少。表明SSR分子標(biāo)記檢測到的牛心柿群體遺傳多樣性水平與群體的大小相關(guān)，較大的群體趨向于具有更高的遺傳多樣性水平。在8個群體中，其群體內(nèi)和群體間個體差異較大，隨著采樣數(shù)的增加，其群體內(nèi)和群體間遺傳多樣性越豐富。

遺傳分化和基因流是反映遺傳結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，一定大小的研究群體對有效群體的代表性直接影響到對群體遺傳結(jié)構(gòu)評價的準(zhǔn)確性[17]。Slatkin等[18]認(rèn)為基因流Nm大于1會抵制遺傳漂變，防止群體的遺傳分化。由于牛心柿只著生雌花，群體間基因交流甚少，品種內(nèi)變異常為偶發(fā)的突變，其群體內(nèi)混雜有牛心柿外的栽培品種，從而導(dǎo)致8個牛心柿群體間存在一定的基因交流，本研究牛心柿群體間基因流Nm值為1.171 1，表明影響本研究8個群體遺傳結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)因素不是遺傳漂變，可能是人為選擇壓力所引起，說明人為的選擇作用對群體分化的影響很大。

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