丹参种质资源的遗传多样性研究

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1、山东农业大学博士学位论文丹参种质资源的遗传多样性研究姓名：宋振巧申请学位级别：博士专业：作物遗传育种指导教师：王洪刚;王建华20081207山东农业大学博士学位论文摘要丹参(SalviamiltiorrhizaBge)是我国常用大宗药材，具有广泛的药理作用，药材使用量逐年增加。随着丹参野生资源的数量逐年减少，栽培面积逐年增大，但是栽培丹参存在严重混杂现象。目前丹参的种植主要集中于四川的中江、陕西、山东、河南、河北等地。对各产地丹参种源进行遗传多样性和群体遗传结构分析，明确各产地丹参资源的遗传基础和亲缘关系，可为丹参资源的收集保存、分类鉴定、合理开发利用奠定基础，对

2、解决当前丹参种质资源混杂和指导丹参品种选育具有重要的意义。本研究以来自山东省内外的9个丹参居群为材料，从形态学、细胞学、分子生物学等方面对其形态性状、开花生物学及繁殖特点进行了鉴定和观测，对供试丹参资源各居群的遗传多样性及亲缘关系进行了分析，对11个丹参分离类型进行了产量和品质性状的评价，从中筛选出适于泰安种植的优良栽培类型。获得的主要研究结果如下：1．通过对9个居群的丹参种质资源地上部性状分析证明，42个性状中叶柄颜色、叶柄长、叶长、叶宽、叶形指数等叶片性状、花色、花萼颜色、株高、冠幅、分枝数等在丹参种质资源中的多样性较大；其遗传多样性存在于居群内和居群间且两者

3、变异程度相近。通过各居群的遗传多样性比较发现，泰安地区的丹参居群多样性程度最高，菏泽和四川中江的丹参居群较低，其它居群的多样性指数比较接近；省间材料聚类分析结果表明，河南内乡与河南卢氏丹参居群的亲缘关系最近，山东泰安与其它居群的亲缘关系最远；山东省内潍坊与临沂居群的亲缘关系最近，菏泽与其它居群的距离最远。42个性状聚类可分成6组，综合为7个主成分，其累积贡献率达70．17％；根据主成分分析的结果与性状问的相关性，选出影响力较大的16个性状，包括花部因子、茎部因子、叶部因子等地上部性状，可较好的代替42个性状用于种质聚类分析。利用欧式遗传距离进行UPGMA聚类可将9

4、0个材料分为6个类群；根据主成分分析结果和各类群特点，提出了丹参的分类标准，该标准对今后丹参种质的评价具有一定的指导意义。2．．利用根尖细胞对9个居群丹参材料的染色体数目进行了鉴定，并对其核型进行了分析。结果表明，9个丹参居群的根尖细胞染色体数目均为2n--16，没有观察到多倍体细胞和B染色体；9个材料除四川中江丹参的核型公式是2n=16=6m-t-10sm，其它8个材料的核型公式均为2n=16=8m+8sm；在其中6个材料中观察到2条具有随体的染色体；利用染色体相对长度和臂比进行聚类，可将9个居群的材料分为三类。丹参种质资源的遗传多样性研究花粉母细胞减数分裂观察

5、结果表明，不同材料的16条染色体在减数分裂中期I均能正常配对形成8个二价体体，丹参的减数分裂属于同时型。在丹参的减数分裂中期I观察到频率较高的细胞融合现象。3．以山东泰安、临沂、莱芜、菏泽和潍坊5个居群的56个丹参株系为材料，利用ISSR和SRAP引物进行群体遗传结构的分析。结果表明：8个ISSR引物和5个SRAP引物在5个居群中分别检测出219和82个位点，在种级水平上多态性位点百分比为97。72％和91．46％，省内5个丹参居群在种级水平上的遗传多样性丰富；在居群内每个引物平均分别检测到16．6和9．36个多态性位点，多态性位点比例为60．63％和57．07％

6、。根据ISSR和SRAP检测的遗传分化系数Gst表明丹参资源的遗传多样性主要存在于居群内，居群间的遗传变异分别占总变异的13．05％、20．19％；两种标记检测的5个居群遗传多样性表明，泰安丹参居群的遗传多样性最高，其次临沂和莱芜较高，菏泽丹参居群较低，潍坊居群最低。由两种标记分析的各居群间的遗传关系表明，临沂和潍坊居群遗传距离较近首先聚类，其次与菏泽遗传距离也较近，三者可聚为一类，泰安与其它居群的亲缘关系最远聚在另一类，莱芜居群使用标记不同而聚类结果不一致；山东丹参各居群间的遗传距离与地理距离间具有一定的相关性。利用现有的ISSR和SRAP标记不能将白花丹参与紫

7、花丹参区分开。．4．利用ISSR、SRAP标记对国内5个居群的丹参种质进行了遗传多样性和群体遗传结构分析。5个ISSR引物和6个SRAP引物分别检测出120、122个位点，在种级水平上多态性位点百分比分别为100％和90．10％，表明丹参在种级水平上的遗传多样性丰富；每个ISSR、SRAP引物在居群内分别平均扩增出14．48、11．27条多态性条带，多态性比率分别为48．27％、55．10％。根据遗传分化系数Gst表明丹参资源的遗传多样性主要存在于居群内，居群间的遗传变异不足20％。利用两种标记检测的不同丹参居群的遗传多样性分析表明，河南卢氏居群的遗传多样性最高，

8、泰安居群次