摘要珊瑚菜(GlehnialittoralisFr.SchmidtexMiq.)是伞形科(Apiaceae)珊瑚菜属多年生草本植物,其干燥根可入药,名北沙参,是药食两用的中药材之一,具有提高免疫功能的作用。珊瑚菜野生种群主要分布于东亚与北美洲环太平洋沿岸的滨海沙滩。珊瑚菜生存环境条件特殊,野生状态下繁殖率不高,人为的过度采挖,滨海沙滩严重的人为破坏,其生存环境变得狭窄,使得珊瑚菜野生种群严重濒危。随着人工种植珊瑚菜技术的发展,人工栽培成为北沙参药材的主要来源,但珊瑚菜野生种群潜在的优质种源和基因对于人工栽培珊瑚菜的品种改良十分重要。开发分子标记和遗传学研究为珊瑚菜的合理保护奠定了基础。<br> (1)基于相关标本文献查阅和野外调查数据,所得175个不重复的珊瑚菜地理位置分布数据和19个环境因子,利用最大熵模型模拟结合刀切法及环境变量响应曲线的方法,运用ArcGIS软件自然间断法对珊瑚菜适生等级进行划分。基于现在的气候因子获得目前珊瑚菜的潜在分布区。基于过去和未来的气候因子,模拟了珊瑚菜过去[末次盛冰期(LGM)和末次间冰期(LIG)]、和未来[2050s(2041年-2060年)和2070s(2061年-2080年)]的潜在分布区。数据分析表明,影响珊瑚菜分布的主导环境因子有年平均温度、最冷季度平均温度、最湿季度降雨量和最暖季度降雨量。<br> (2)珊瑚菜转录组序列由IlluminaHiseq2000测序得到78828条Unigenes,通过MISA(MicroSatelliteidentificationtool)进行简单重复序列(simplesequencerepeats,SSR)位点信息的挖掘与分析,共鉴定出14421个SSR位点,SSR发生频率为15.43%。SSR位点的种类丰富,从单碱基到六碱基重复均有分布。6和10次是SSR位点数量最多的重复次数,分别有3102个和2672个,分别占总SSR数目的21.51%和18.53%。单碱基重复类型中A与T为优势重复单元;双碱基重复类型中GA与TC为优势重复单元。<br> (3)对上述的SSR位点进行筛选。筛选原则是尽量选择不在序列开头和结尾的长度大于20bp的重复序列。挑选出的SSR位点利用Primer6.0软件引物设计,共设计出2894对引物。利用上述设计的SSR引物中筛选出的43对引物在珊瑚菜3个种群(WB、ZS、PT)的15个个体中进行扩增预实验。扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,挑选出能够扩增出条带16对引物,其中片段大小与预期片段大小一致的有15对。利用上述预实验中成功扩增出产物的引物对对珊瑚菜的4个种群(WB、ZS、PT、CA)共57个个体进行扩增。通过毛细管电泳检测分析和评估它们在不同种群中的遗传多样性,成功地开发了来自珊瑚菜的7对多态性好的引物(GL6、GL8、GL14、GL26、GL35、GL36、GL42)。等位基因数(A)在4-11之间;观察杂合度(Ho)和预期杂合度(He)分别为0-1.000和0-0.910;PIC值范围为0-0.868。<br> (4)利用上述实验中筛选出的7对引物(GL6、GL8、GL14、GL26、GL35、GL36、GL42)对珊瑚菜8个种群(DH、OR、TW、SZ、RZ、BKT、SS和XS)共80个个体进行群体遗传多样性和群体结构分析。从每个群体的等位基因数(A)、观察杂合度(Ho)、预期杂合度(He)和PIC值可以看出,种群OR的遗传多样性水平最低,种群BKT和SS的遗传多样性水平较高。通过珊瑚菜群体中平均近交系数(Fis)、平均分化系数(Fst)和基因流(Nm)表示物种的种群之间的分化程度很高。通过UPGMA聚类分析结果,利用GenAlEx6.502中的二维主坐标分析(PCoA)和Structure分析,得出珊瑚菜的8个群体大致可以分成两个亚群,且两个亚群之间的分界线明显。其中一个亚群包含珊瑚菜群体TW、SZ、BKT、SS、DH、RZ和XS;另一个亚群包括珊瑚菜群体OR。<br> (5)珊瑚菜的保护措施:对珊瑚菜现有的野生种质资源进行保护,种群BKT和SS的遗传多样性水平较高,我们应该进行优先保护;加强人们的保护意识;就地保护与迁地保护相结合,对遗传多样性较高的群体建立的保护区进行定期的环境监测,对其生长环境进行详细的检测和记录,使其处于相对稳定的环境下,对于遗传多样性较低的珊瑚菜群体进行迁地保护。
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