基于ISSR分析湖北省楓香資源的遺傳多樣性

裴云霞，曹 健，管蘭華，蔣祥娥，許紅霞，倪天虹，胡興宜，杜克兵*

基于ISSR分析湖北省楓香資源的遺傳多樣性

裴云霞1，曹 健2，管蘭華2，蔣祥娥2，許紅霞2，倪天虹1，胡興宜3，杜克兵1*

(1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院/湖北省林業(yè)信息技術(shù)研究中心，武漢 430070；2. 湖北省林業(yè)局林木種苗管理總站，武漢 430079；3. 湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，武漢 430075)

為了給湖北省楓香資源的保護(hù)與利用提供科學(xué)依據(jù)，選取湖北省遠(yuǎn)安（YA）、紅安（HA）、赤壁（CB）、竹溪（ZX）、南漳（NZ）、利川（LC）和武漢（WH）的楓香資源為研究對(duì)象，并以安徽黃山（HS）、重慶豐都（FD）、江西銅鼓（TG）和海南霸王嶺（BWL）的楓香資源為對(duì)照，采用ISSR分子標(biāo)記對(duì)這11個(gè)楓香群體的335份個(gè)體樣品進(jìn)行了遺傳多樣性分析。結(jié)果表明：（1）湖北省7個(gè)楓香群體的215份樣本共擴(kuò)增得到334個(gè)條帶，其中多態(tài)性條帶306條。群體內(nèi)的遺傳變異為84.19%，群體間遺傳變異為15.81%，基因流（m）為2.663 3。在群體內(nèi)部，HA和WH的遺傳多樣性最豐富，ZX的遺傳多樣性最低。ZX和LC的親緣關(guān)系最近，YA和LC的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。當(dāng)遺傳相似系數(shù)為0.94時(shí)，可將7個(gè)群體分為4個(gè)大類，NZ、LC和ZX群體聚為一類，YA和WH群體聚為一類，HA群體、CB群體分別單獨(dú)聚為一類。（2）11個(gè)楓香群體共擴(kuò)增出349個(gè)條帶，其中多態(tài)性條帶320個(gè)，平均多態(tài)性百分比為91.69%。不同群體的多態(tài)位點(diǎn)百分率范圍為54.29%～ 77.14%，平均值為67.01%。WH和HA的遺傳多樣性最豐富，BWL的遺傳多樣性最低。11個(gè)群體中，18.01%的遺傳變異存在于群體間，群體內(nèi)的遺傳變異為81.99%，基因流（m）為2.276 5。在群體內(nèi)部，HA和WH的遺傳多樣性最豐富，BWL的遺傳多樣性最低。遺傳相似度和遺傳距離均顯示，ZX和TG的親緣關(guān)系最近，TG和BWL的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。當(dāng)遺傳相似系數(shù)為0.93時(shí)，可將11個(gè)群體分為四大類：第1類包括NZ、ZX、TG和LC；第2類包括FD、HA和CB；第3類包括YA、WH和HS；第4類是BWL單獨(dú)一類。可見湖北省7個(gè)楓香群體的聚類結(jié)果與其自然地理分布大致吻合，可分為東部、中部和西部三大類；4個(gè)省外楓香群體中，除BWL單獨(dú)聚成一類外，其余3個(gè)群體（TG、FD和HS）并未與湖北省內(nèi)地理位置臨近的群體聚為一類。

楓香；ISSR；遺傳多樣性

楓香（Hance）是金縷梅科（Hamamelidaceae）楓香屬的高大落葉喬木，原產(chǎn)于我國(guó)秦嶺淮河以南各省份，在我國(guó)的分布跨越南溫帶、亞熱帶和熱帶3個(gè)氣候帶，主產(chǎn)區(qū)主要有湖北、湖南、江西、貴州、安徽、浙江、江蘇、海南等省份。楓香是營(yíng)建用材林和園林觀賞的重要鄉(xiāng)土樹種，其樹形美觀，秋天葉片變?yōu)榧t色，鮮艷動(dòng)人。同時(shí)，楓香對(duì)Cl2和SO2等有害氣體具有較強(qiáng)的吸附能力。除此之外，楓香還具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和醫(yī)用價(jià)值，如樹脂是不可或缺的制香劑；木材紋理細(xì)密是制作家具、樂器的主要材料；樹葉可治療濕疹等皮膚外傷；果實(shí)對(duì)小便不利等癥狀具有較好的療效。

遺傳多樣性（genetic diversity）是指種內(nèi)各群體間或同一群體內(nèi)不同個(gè)體間發(fā)生遺傳變異的總和，能夠反映物種起源、進(jìn)化和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力，在植物的保護(hù)與利用中應(yīng)用廣泛[1-2]。目前，關(guān)于我國(guó)不同省份以及部分省份內(nèi)部不同地區(qū)楓香資源的遺傳多樣性研究已有一些報(bào)道，但涉及湖北省內(nèi)不同楓香群體的遺傳多樣性研究尚較少[3-4]。湖北省楓香資源十分豐富，各個(gè)地區(qū)均有分布，但這些資源的遺傳多樣性尚不清楚。對(duì)湖北省的楓香資源進(jìn)行遺傳多樣性分析，將有助于了解種質(zhì)資源的狀況、遺傳背景、遺傳結(jié)構(gòu)以及不同地區(qū)種質(zhì)資源間的親緣關(guān)系，為湖北省楓香資源的保護(hù)以及不同生態(tài)環(huán)境間的引種提供理論依據(jù)。ISSR（inter-simple sequence repeat）、SRAP（sequence-related amplified polymorphism）和SSR（simple sequence repeat）等DNA分子標(biāo)記技術(shù)在植物良種選育和遺傳多樣性分析等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。ISSR分子標(biāo)記技術(shù)與其他DNA分子標(biāo)記技術(shù)相比，具有操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性好、多態(tài)性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)[5]。基于此，本研究以湖北省7個(gè)楓香群體與外省4個(gè)楓香群體為材料，采用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)研究其遺傳變異規(guī)律和遺傳結(jié)構(gòu)，以期為湖北省楓香資源的科學(xué)保護(hù)與利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2018年7月—2019年9月，在湖北省遠(yuǎn)安（YA）、紅安（HA）、赤壁（CB）、竹溪（ZX）、南漳（NZ）、利川（LC）和武漢（WH）共7個(gè)楓香集中分布區(qū)分別選取野生母株進(jìn)行取樣，獲得7個(gè)群體的葉片樣品215份。取樣時(shí)，每個(gè)群體選取30株左右母樹進(jìn)行采樣，兩棵母樹之間的距離保證在50 m以上。每個(gè)單株采集新鮮葉片10 g 以上，放入硅膠中干燥，隨后帶回實(shí)驗(yàn)室于﹣70℃超低溫冰箱中保存。為了解湖北省與其他省份楓香資源間遺傳多樣性的差異，還選取了湖北省周邊地區(qū)的4個(gè)楓香野生群體作為對(duì)照材料（保存于湖北省京山縣虎爪山林場(chǎng)），包括安徽黃山（HS）、重慶豐都（FD）、江西銅鼓（TG）和海南霸王嶺（BWL）。所有試驗(yàn)材料共計(jì)11個(gè)群體的335份樣品（表1）。

1.2 方法

1.2.1 DNA提取 取0.3 g楓香葉片，采用CTAB法提取葉片樣品DNA[5]。利用Nanodrop ND-2000微量核酸蛋白檢測(cè)儀檢測(cè)DNA質(zhì)量及濃度。利用1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA鏈的完整性，電泳緩沖液為 1×TAE。將DNA濃度調(diào)節(jié)至50 ng·μL-1，于﹣20℃貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 ISSR引物篩選與PCR擴(kuò)增 從哥倫比亞大學(xué)（University of British Columbia）公布的100條ISSR引物（UBC801-UBC900）中隨機(jī)抽取30條，由北京擎科新業(yè)生物技術(shù)有限公司合成。PCR反應(yīng)體系為20 μL，包括模板DNA 2 μL，ISSR引物2 μL（終濃度為10 μmol·L-1），PCR反應(yīng)混合（Master Mix）10 μL，加入ddH2O使體系達(dá)到20 μL。

PCR反應(yīng)程序：94 ℃預(yù)變性5 min；94 ℃變性1 min，50.3～52.6 ℃退火1 min，72 ℃延伸1 min，35個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸10 min；最后8 ℃保存。采用1.5%瓊脂糖凝膠加入8 μL PCR擴(kuò)增產(chǎn)物，在180 V·cm-1電壓下電泳20 min。試驗(yàn)共篩選出14條擴(kuò)增條帶清晰穩(wěn)定、多態(tài)性高的引物（表2）。采用這14條ISSR引物對(duì)335份樣品分別進(jìn)行PCR擴(kuò)增和電泳檢測(cè)。

表1 楓香采樣群體分布

表2 ISSR標(biāo)記的引物序列

注：R=（A，G）；Y=（C，T）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

對(duì)擴(kuò)增條帶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，有帶記為“1”，無(wú)帶記為“0”，得到ISSR分析的原始數(shù)據(jù)矩陣，使用POPgen32軟件分析獲取各引物多態(tài)位點(diǎn)個(gè)數(shù)、多態(tài)位點(diǎn)百分率（percentage of polymorphic bands，PPB）、觀測(cè)等位基因數(shù)（observed number of alleles，a）、Nei’s基因多樣性指數(shù)、Nei’s遺傳距離等信息。同時(shí)，使用NTsys2.10e軟件分析原始數(shù)據(jù)，得到不同個(gè)體間遺傳相似系數(shù)、UPGMA聚類樹等結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 湖北省7個(gè)天然群體的遺傳多樣性分析

2.1.1 ISSR引物擴(kuò)增條帶的多態(tài)性 14條ISSR引物對(duì)湖北省215份樣本共擴(kuò)增得到334個(gè)條帶，其中多態(tài)性條帶306個(gè)（圖1、圖2和表3）。引物擴(kuò)增條帶數(shù)介于11～33，平均每個(gè)引物擴(kuò)增條帶23.86個(gè)，平均多態(tài)性百分比為91.62%。多態(tài)性百分比最高的引物為UBC820，達(dá)到96.88%。UBC852擴(kuò)增條帶數(shù)最少，僅有11條，多態(tài)性百分比為81.82%。

M：3 000 bp DNA Marker；1—23：赤壁群體中的23個(gè)樣本。

Figure 1 Amplification results of 23 samples from CB population by primer UBC815

M：3 000 bp DNA Marker；1—23：竹溪群體中的23個(gè)樣本。

Figure 2 Amplification results of 23 samples from ZX population by primer UBC849

表3 14條ISSR引物對(duì)湖北省7個(gè)楓香群體的PCR擴(kuò)增結(jié)果

2.1.2 遺傳多樣性分析 衡量遺傳多樣性的指標(biāo)主要有觀察等位基因數(shù)（）、有效等位基因數(shù)（）、Nei’s基因多樣性指數(shù)（）和Shannon’s指數(shù)（）。供試的7個(gè)楓香群體的遺傳多樣性信息見表4。不同群體的多態(tài)位點(diǎn)百分率介于54.29% ～ 77.14%，平均值為68.98%。Nei’s基因多樣性指數(shù)介于0.200 0(ZX) ～ 0.275 3（WH），平均值為0.240 0。Nei’s基因多樣性排序?yàn)閃H(0.275 3)＞HA(0.272 6)＞YA（0.245 9）＞CB（0.245 0）＞NZ（0.228 4）＞LC（0.212 8）＞ZX（0.200 0）。Shannon’s指數(shù)介于0.297 9(ZX) ～ 0.408 6（HA），平均值為0.359 2。按Shannon’s指數(shù)排序?yàn)镠A（0.408 6）＞W(wǎng)H（0.404 3）＞YA（0.370 5）＞CB (0.364 5)＞NZ(0.347 3)＞LC(0.321 6)＞ZX（0.297 9）。可見，7個(gè)楓香群體中，WH群體和HA群體的Nei’s基因多樣性指數(shù)（）和Shannon’s指數(shù)（）最大，說明二者的遺傳多樣性最豐富，而ZX群體和值最小，遺傳多樣性最低。

表4 楓香群體的遺傳多樣性分析

表5 楓香群體間和群體內(nèi)的分子變異分析

表6 ISSR標(biāo)記的湖北省7個(gè)楓香群體間的遺傳相似性和遺傳距離

注：遺傳一致度（對(duì)角線以上），遺傳距離（對(duì)角線以下）。

ISSR-PCR擴(kuò)增的總基因多樣性（t）為0.285 1，群體內(nèi)的遺傳多樣性（s）為0.240 0（表5）。不同群體間遺傳分化系數(shù)（st）為0.158 1，說明7個(gè)楓香群體間存在著遺傳分化現(xiàn)象，15.81%的遺傳變異存在于群體間，群體內(nèi)的遺傳變異為84.19%，群體內(nèi)的遺傳變異高于群體間。7個(gè)群體的基因流（m）為2.663 3，表明7個(gè)楓香群體間存在一定程度的基因交流。

圖3 基于湖北省7個(gè)楓香群體遺傳距離的聚類圖

Figure 3 Cluster graph based on genetic distance of the sevenpopulations in Hubei Province

2.1.3 不同群體遺傳距離分析 通過Nei’s指數(shù)計(jì)算湖北省7個(gè)楓香群體的遺傳相似度和遺傳距離可知，群體間的遺傳相似度介于0.905 1 ～ 0.958 9（表6）。其中，ZX和LC的遺傳相似度最大，為0.958 9；YA和LC的遺傳相似度最小，為0.905 1。7個(gè)供試群體的遺傳距離介于0.042 0 ～ 0.099 7。其中，ZX 和LC的遺傳距離最小，為0.042 0；YA和LC的遺傳距離最大，為0.099 7。當(dāng)遺傳相似系數(shù)為0.94時(shí)，可將7個(gè)楓香群體分為4個(gè)大類，第1類包括NZ、LC和ZX；第2類包括YA和WH；HA和CB分別單獨(dú)成為一類（圖3）。種質(zhì)聚類與其自然地理分布呈一定的相關(guān)性，但略有差異。如種質(zhì)YA和WH，分別來自湖北的西部和東部，但也聚在同一類群。

2.2 11個(gè)楓香群體的遺傳多樣性分析

2.2.1 ISSR擴(kuò)增條帶的多態(tài)性 用14條ISSR引物對(duì)335份樣本的PCR擴(kuò)增共得到349個(gè)條帶，其中多態(tài)性條帶為320條（圖4、圖5和表7）。引物擴(kuò)增條帶數(shù)范圍為11 ～ 34，平均每個(gè)引物擴(kuò)增條帶24.93個(gè)，平均多態(tài)性百分比為91.69%。多態(tài)性條帶豐富，且多態(tài)性百分比最高的引物為UBC820，多態(tài)性百分比達(dá)到97.06%。UBC852擴(kuò)增條帶數(shù)最少，僅有11條，多態(tài)性百分比為81.82%。

M：3 000 bp DNA Marker；1—23：銅鼓群體中的23個(gè)樣本。

圖4 引物UBC857對(duì)銅鼓（TG）群體中23個(gè)樣品的擴(kuò)增結(jié)果

Figure 4 Amplification results of 23 samples from TG population by primer UBC857

M：3 000 bp DNA Marker；1—23：霸王嶺群體的23個(gè)樣本。

圖5 引物UBC849對(duì)霸王嶺（BWL）群體中23個(gè)樣品的擴(kuò)增結(jié)果

Figure 5 Amplification results of 23 samples from BWL population by primer UBC849

2.2.2 遺傳多樣性分析 11個(gè)楓香群體的多態(tài)位點(diǎn)百分率介于54.29% ～ 77.14%，平均值為67.01%（表4）。Nei’s基因多樣性指數(shù)（）介于0.174 2（BWL）～ 0.275 3（WH），平均值為0.233 5，Nei’s基因多樣性排序?yàn)閃H（0.275 3）＞HA（0.272 6）＞FD（0.266 8）＞YA（0.245 9）＞CB（0.245 0）＞TG（0.243 7）＞NZ（0.228 4）＞LC（0.212 8）＞HS（0.204 2）＞ZX（0.200 0）＞BWL（0.174 2）。Shannon’s指數(shù)（）介于0.267 2（BWL）～ 0.408 6（HA），平均值為0.349 3。按Shannon’s指數(shù)排序?yàn)镠A（0.408 6）＞W(wǎng)H（0.404 3）＞FD（0.390 5）＞YA（0.370 5）＞TG（0.365 3）＞CB（0.364 5）＞NZ（0.347 3）＞LC（0.321 6）＞HS（0.305 1）＞ZX（0.297 9）＞BWL（0.267 2）?？梢?，11個(gè)楓香群體中，WH和HA的Nei’s基因多樣性指數(shù)（）和Shannon’s指數(shù)（）最大，說明二者的遺傳多樣性最豐富，而BWL的和值最小，遺傳多樣性最低。

表7 14條ISSR引物對(duì)11個(gè)楓香群體的PCR擴(kuò)增結(jié)果

圖6 基于11個(gè)楓香群體遺傳距離的聚類圖

Figure 6 Cluster graph based on genetic distance of the 11populations

ISSR-PCR擴(kuò)增的總基因多樣性（t）為0.284 8，群體內(nèi)的遺傳多樣性（s）為0.233 5（表5）。不同群體間遺傳分化系數(shù)（st）為0.180 1，說明11個(gè)楓香群體間存在著遺傳分化現(xiàn)象，18.01%的遺傳變異存在于群體間，群體內(nèi)的遺傳變異為81.99%，群體內(nèi)的遺傳變異高于群體間。11個(gè)群體的基因流（m）為2.276 5，表明11個(gè)楓香群體間存在一定程度的基因交流。

表8 ISSR標(biāo)記的11個(gè)楓香群體間的遺傳相似性和遺傳距離

注：遺傳一致度（對(duì)角線以上），遺傳距離（對(duì)角線以下）。

2.2.3 不同群體遺傳距離分析 通過Nei’s指數(shù)計(jì)算11個(gè)楓香群體的遺傳相似度和遺傳距離可知，楓香群體間的遺傳相似度介于0.870 3 ～ 0.963 9（表8）。其中，ZX和TG的遺傳相似度最大，為0.963 9；TG和BWL的遺傳相似度最小，為0.870 3。11個(gè)供試群體的遺傳距離介于0.036 8 ～ 0.138 9。其中，ZX 和TG的遺傳距離最小，為0.036 8；TG和BWL的遺傳距離最大，為0.138 9。當(dāng)遺傳相似系數(shù)為0.93時(shí)，可將11個(gè)楓香群體分為4個(gè)大類，第1類包括NZ、ZX、TG和LC；第2類包括FD、HA和CB；第3類包括YA、WH和HS；第4類是BWL單獨(dú)一類（圖6）。種質(zhì)聚類與自然地理分布呈一定的相關(guān)性，但并不完全一致。如群體ZX和TG，分別來自湖北和江西兩個(gè)省份，但也聚在同一類群。

3 討論與結(jié)論

湖北省7個(gè)楓香群體的群體內(nèi)（84.19%）遺傳變異高于群體間（15.81%），群體間存在一定程度的基因交流（m= 2.663 3）。在群體內(nèi)部，HA和WH的遺傳多樣性最豐富，ZX的遺傳多樣性最低。遺傳相似度和遺傳距離均顯示，ZX和LC的親緣關(guān)系最近，YA和LC的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。當(dāng)遺傳相似系數(shù)為0.94時(shí)，可將湖北省的7個(gè)群體分為四大類，第1類包括NZ、LC和ZX；第2類包括YA和WH；HA和CB則分別單獨(dú)成為一類。這一聚類結(jié)果與其自然地理分布大致吻合，可分為東部、中部和西部三大類。引入4個(gè)省外楓香群體后，群體內(nèi)和群體間的遺傳變異分別變?yōu)?1.99%和18.01%，HA和WH群體內(nèi)部的遺傳多樣性仍然最豐富，BWL群體的遺傳多樣性最低。在11個(gè)群體中，ZX和TG的親緣關(guān)系最近，TG和BWL的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。當(dāng)遺傳相似系數(shù)為0.93時(shí)，可將11個(gè)群體分為四大類，第1類包括NZ、ZX、TG和LC；第2類包括FD、HA和CB；第3類包括YA、WH和HS；第4類是BWL群體單獨(dú)一類。可見，3個(gè)省外群體（TG、FD、HS）并未與湖北省內(nèi)地理位置臨近的群體聚為一類，例如TG位于湖北省東南部，卻與湖北省西部的NZ、LC和ZX聚為一類；FD位于湖北省西南部，卻與湖北省東部的HA和CB聚為一類；HS位于湖北省東部，卻與湖北省中西部的YA和WH聚為一類。

遺傳多樣性能夠反映植物在不同環(huán)境條件下為了生存而進(jìn)行的變異，極大地反映目標(biāo)樹種的地理分布和未來的生存發(fā)展[2, 6]。本研究使用14條ISSR引物對(duì)7個(gè)湖北天然群體和4個(gè)省外群體的335份楓香種質(zhì)資源進(jìn)行分析，共擴(kuò)增出349個(gè)條帶，其中多態(tài)性條帶320個(gè)，平均每個(gè)引物擴(kuò)增24.93個(gè)條帶，其中多態(tài)性條帶22.86個(gè)，多態(tài)性百分比為91.69%。335個(gè)個(gè)體共檢測(cè)多態(tài)性位點(diǎn)數(shù)為33，多態(tài)位點(diǎn)百分率為94.29%，略高于畢泉鑫等[3]楓香的多態(tài)位點(diǎn)百分率87.41%，產(chǎn)生差異的原因可能是采樣群體的分布和生境不同，但與其他木本植物如板栗（多態(tài)位點(diǎn)百分率100%）和棕櫚（多態(tài)位點(diǎn)百分率97.31%）相接近[7-8]。這表明楓香在基因水平上的遺傳多樣性豐富，適應(yīng)性強(qiáng)，與其作為重要的先鋒樹種，在逆境中仍能不斷繁衍等特性相一致[9-11]。遺傳指數(shù)分析表明，WH和HA群體的遺傳多樣性最豐富，而BWL群體的遺傳多樣性最低。這說明WH和HA地區(qū)種質(zhì)的環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)，更利于楓香的生長(zhǎng)繁衍，而BWL屬熱帶雨林區(qū)，特殊的地理位置和氣候特征，致使該群體在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成了區(qū)別于其他地區(qū)的基因性狀。ISSR擴(kuò)增的總基因多樣性（t）為0.284 8，群體內(nèi)的遺傳多樣性（s）為0.233 5，群體間遺傳分化系數(shù)（st）為0.180 1，說明楓香群體間存在著遺傳分化現(xiàn)象，11個(gè)群體中18.01%的遺傳變異存在于群體間，群體內(nèi)的遺傳變異為81.99%，群體內(nèi)的遺傳變異高于群體間，這一結(jié)果與前人的研究結(jié)果相一致[3,12-13]。遺傳多樣性分析能夠得到群體內(nèi)或群體間遺傳變異的大小以及群體間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近等信息。遺傳變異大小顯示了種質(zhì)資源基因型的豐富度，對(duì)于資源的科學(xué)保護(hù)具有指導(dǎo)意義，而群體間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近則能夠?qū)χ参镫s交的親和性提供依據(jù)。本研究中，7個(gè)湖北群體和11個(gè)總?cè)后w中ZX分別與LC和TG的遺傳距離較近，說明ZX與LC或TG種源之間的雜交成功性較大，這與劉中華等[14]的研究結(jié)果相符。對(duì)于湖北省的楓香資源而言，HA和WH群體的遺傳多樣性最豐富，應(yīng)在未來予以重點(diǎn)保護(hù)。

基因流（m）是基因之間的交流，常見的基因交流方式有花粉和種子等?；蛄髂軌蚍乐谷后w的分化[15-16]。當(dāng)物種的m＞1時(shí)，群體間基因流水平較高；當(dāng)m＞5時(shí)，表明物種擁有高的異交率[17]。本研究中7個(gè)湖北群體和11個(gè)總?cè)后w的m分別為2.663 3和2.276 5，說明群體之間存在較高水平的基因交流，能夠防止遺傳漂變引起的遺傳分化，這與瞿印權(quán)等[18]的研究結(jié)果相一致。有趣的是，4個(gè)省外楓香群體TG、FD和HS均未與在湖北省內(nèi)相臨近的群體聚為一類，而是與地理位置較遠(yuǎn)的群體聚為一類，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因還值得進(jìn)一步深入研究。

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Genetic diversity ofresources in Hubei Province based on ISSR analysis

PEI Yunxia1,CAO Jian2, GUAN Lanhua2, JIANG Xiang’e2, XU Hongxia2, NI Tianhong1, HU Xingyi3, DU Kebing1

(1. College of Horticulture and Forestry Sciences/ Hubei Engineering Technology Research Center for Forestry Information, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070; 2. Forest Seed and Seedling Management Station of Hubei Forestry Bureau, Wuhan 430079; 3. Hubei Academy of Forestry, Wuhan 430075)

To provide a reference for the protection and utilization ofresources in Hubei Province,populations of Yuan'an (YA), Hong'an (HA), Chibi (CB), Zhuxi (ZX), Nanzhang (NZ), Lichuan (LC) and Wuhan (WH) in Hubei Province were adopted as the materials, coupled with the control populations from Huangshan (HS) in Anhui, Fengdu (FD) in Chongqing, Tonggu (TG) in Jiangxi and Bawangling (BWL) in Hainan. The genetic diversity of 335 samples from the 11 populations were analyzed by ISSR (inter-simple sequence repeat). Theresults were as follows. (1) A total of 334 bands were amplified from the 215 samples of the seven populations in Hubei Province, including 306 polymorphic bands. The genetic variations of intra- and inter-populations were 84.19% and 15.81%, respectively, and the gene flow (m) was 2.663 3. Within the population, HA and WH had the most abundant genetic diversity, and ZX had the lowest genetic diversity. The relationship between ZX and LC was the closest, while which between YA and LC was the farthest. The seven populations could be divided into four groups at the genetic similarity coefficient of 0.94. The populations of NZ, LC and ZX were clustered into the first group, YA and WH were clustered into the second group, and HA and CB were clustered into one group alone, separately. (2) A total of 349 bands were amplified from the 11 populations, of which, 320 were polymorphic bands, and the average percentage of polymorphism was 91.69%. The percentage of polymorphic loci in different populations ranged from 54.29% to 77.14%, with an average of 67.01%. WH and HA had the most abundant genetic diversity, and BWL had the lowest genetic diversity. Among the 11 populations, 18.01% of the genetic variation was observed among the populations, and 81.99% was observed within the population, coupled with the gene flow (m) of 2.276 5. Within the population, HA and WH had the most abundant genetic diversity, and BWL had the lowest genetic diversity. Both genetic similarity and genetic distance showed that ZX and TG were closely related, and TG and BWL were the farthest. When the genetic similarity coefficient was 0.93, the 11 populations could be divided into four groups: the first group included NZ, ZX, TG and LC; the second group consisted FD, HA and CB; the third group included YA, WH and HS; the fourth group was BWL. In conclusion, the clustering results of the seven populations in Hubei Province were roughly consistent with their physical geographical distribution and could be divided into three categories: western, central and eastern. Among the four populations outside the Hubei province, except for BWL was clustered into one group alone, the other three populations (TG, FD and HS) were not clustered together with their neighboring populations in Hubei Province.

; ISSR; genetic diversity

S722.33; S792.990.4

A

1672-352X (2022)06-0876-09

10.13610/j.cnki.1672-352x.20230106.004

2023-01-06 18:04:04

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail//34.1162.S.20230106.1200.005.html

2022-02-17

國(guó)家林業(yè)和草原種質(zhì)資源庫(kù)（2005DKA21003）和湖北省林業(yè)科技支撐重點(diǎn)項(xiàng)目(［2017］LYKJ04)共同資助。

裴云霞，碩士。E-mail：674093700@qq.com 曹健，正高級(jí)工程師。E-mail：souu810@163.com

杜克兵，博士，副教授。E-mail：kebingdu@mail.hzau.edu.cn