秦岭箭竹克隆多样性和克隆结构的ssr分析1

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1、.秦岭箭竹遗传多样性和克隆结构的SSR分析马青青刘建军（西北农林科技大学林学院，陕西杨凌712100）摘要：秦岭箭竹（Fargesiaqinlingensis）是佛坪国家级自然保护区内海拔1800-2600m林下的主要植被[1]。本文利用SSR分子标记技术对佛坪自然保护区秦岭箭竹的克隆多样性和克隆结构进行初步分析。结果表明：1）7对SSR引物对秦岭箭竹2个居群共142个样本进行扩增分析，共得到79个位点，其中多态性位点77个，多态位点百分率（PPB）为97.47%，Shannon多样性指数(I)为0.22

2、63。2）AMOVA分析表明，较大的遗传变异来自居群内（70.49%），与基因分化系数（Gst=0.1418）的结果相同，两居群间有了中等程度遗传分化。3）与其他克隆植物相比，秦岭箭竹克隆多样性水平较高。基因型比率(PD)、Simpson指数和Fager均匀性指数（E）分别为0.7212、0.9127和0.5352，共得到107种基因型且没有共同的基因型，每个基株平均有1.5426个分株，最大基株跨度约为5m。4）克隆结构分析表明，秦岭箭竹的构型为密集型。关键词：秦岭箭竹；克隆多样性；克隆结构；SSR..

3、.秦岭箭竹（Fargesiaqinlingensis）属禾本科竹亚科箭竹属，仅分布于秦岭地区，耐寒性强，较耐干旱贫瘠土壤，在海拔2000m上下有大面积纯林，有的绵延数公里至数十公里[2]。秦岭箭竹具有地下茎合轴丛生的克隆生长方式[3]，是一种典型的克隆植物[4]。竹类长寿，开一次花和结一次籽，然而在没有区分无性系分株间的遗传结构时，不能确定是否同时开花。已有研究表明竹子是以基株为单位开花的，由于基株交错或镶嵌生长，每个基株的开花时间间隔不同，因而一片区域内开花时间可以持续好几年[5][6]。生长于林下的竹

4、子占野生大熊猫食物来源的99%[7]，秦岭箭竹是大熊猫夏季食物的主要来源[8]，开花周期一般为50年[9]，其大面积开花或死亡会直接造成大熊猫食物短缺。1970年岷山缺苞箭竹和糙花箭竹的开花事件就导致了138只大熊猫的死亡[10]。因此，对秦岭箭竹克隆多样性和克隆结构的研究对于高山地区的水土保持和环境防护[11]和大熊猫的保护具重要的生态意义。虽然能够通过挖掘来判断竹子的克隆结构，但其地下茎的延展和裂断使得竹子的遗传结构很难被鉴别出来。为了准确了解竹类的遗传结构，分子标记法已经被广泛的运用于竹类克隆多样性

5、和克隆结构的研究中。目前对于秦岭箭竹的研究主要集中在分类与分布、生物量、种子萌芽、幼苗生长、叶片光谱特性变化、无性系构件形态等方面，但是对其遗传多样性和克隆结构的研究还未见报导[2][12][13][14]。本文利用SSR分子标记，初步探讨在巴山冷杉、红桦林下密集生长的秦岭箭竹的遗传多样性、克隆多样性和克隆结构。1.材料和方法1.1样地概况佛坪国家级自然保护区内海拔1800~2600m为山地中温带，秦岭箭竹是该带林下的主要植被。该带年平均气温2~6℃，最冷月平均气温-2~-9℃，最热月平均气温10~16℃

6、，年降水量800~1000mm，冬长夏短，低温而湿润[15]。本研究的采样地点位于佛坪国家级自然保护区的野猪荡，E107°50′40.4″、N33°41′50.2″，海拔约为2530m，此处秦岭箭竹密集地分布于巴山冷杉和牛皮桦林下。1.2实验材料为了确定初步的取样规模，我们于2013年8月进行预实验，样地命名为A。首先设立5m×5m的格子以1m×1m为单位在交叉点上取样36个（a1），然后横向扩增同样大小的格子，参照5点法取样10个（a2），最后以5m×5m为单位向外扩大样地，并在交叉点上取样，最终形成3

7、0m×...10m的矩形样地A，共计取样61个（图1（A））。利用7对SSR引物对这61个样品进行克隆结构的分析，发现最大的基株跨度为5m，有的每个个体就是一种基因型。为了进一步研究秦岭箭竹基株大小，2014年8月我们在离样地A约120m处设置了40m×40m的样地B（图1（B）），每隔5m定距取样，共得到样品81个。由于秦岭箭竹地下茎合轴丛生，我们依据McClure的取样方法，认为每丛代表一个潜在的基株，每丛里的所有个体都是一个无性系分株[16]，即每一丛竹子基因型相同，采样时摘取每一丛的一根竹子上的新

8、鲜幼嫩叶片作为一个样品，最后将所有样品放入装有变色硅胶的塑封袋中干燥保存。1.3研究方法1.3.1总DNA的提取和检测用植物基因组DNA提取试剂盒（北京天根生化科技有限公司）提取DNA，用ddH2O将其稀释至50ng/μL，于-20℃保存。具体操作按试剂盒提供的流程。用1%的琼脂糖凝胶电泳检测DNA质量，用紫外分光光度计检测DNA的纯度和浓度。1.3.2引物筛选从http://www.ncbi.nlm.nih.gov/下载秦岭