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山东农业大学
博士学位论文
侧柏种源遗传多样性与地理变异规律研究
姓名:王玉山
申请学位级别:博士
专业:森林培育
指导教师:邢世岩
2011-06-14
山东农业大学博士学位论文
中文摘要
侧柏(Platycladus orientalis (L.) Franco) 起源于中国,种质资源极为丰富,是我国重
要的荒山造林绿化树种。针对侧柏缺乏良种的现实,本文根据分子系统学、群体遗传学
的原理和方法,利用 AFLP 标记结合表型性状,从分子和形态两个水平对侧柏种源遗传
多样性进行评价,探讨其遗传变异规律,为侧柏优良种源选择、种源区划分、种子调拨
及遗传改良等提供依据。主要研究结果如下:
17 省(市、自治区)41 个侧柏种源的生长性状、21 个种源的球果形态
进行研究,结果表明,生长性状的变异系数在 %~%间,其中以分枝角的变异
系数最大(%),树高的变异系数最小(%)。种子的变异范围为 %~%,
其中单粒重的变异系数最大,为 %,种子厚为 %、种子宽为 %,种子长
的变异最小(CV=%)。生长性状的变异系数比种子性状的变异系数大,说明种子的
遗传稳定性高。生长性状、球果形态的变异系数和相对极差在种源间分别存在极显著差
异,表现出丰富的遗传多样性。
2. 侧柏种源间生长性状表型分化最大的性状是树高(Vst=%),分化最小的是
冠幅(Vst=%),生长性状的平均表型分化系数为 %,即生长变异的 %
来自种源内。种子的表型分化系数范围为 %~%,平均表型分化系数为
%,即种子的变异 %来自种源内。说明侧柏表型变异种源内远高于种源间的,种
源内变异是侧柏种源的主要变异来源。
3. 生长和种子性状与经纬度的灰色关联分析表明,各性状与纬度的关联度大于经
度,说明侧柏的表型变异是以纬向变异为主。对 44 个种源 8 个种实性状与种源点经纬
度进行典型相关分析,揭示出侧柏种源种实性状的变异受纬度和经度双重控制,变异的
基本模式是以纬向变异为主的类型,经纬度可解释种球变异量的 %。
,不同生长性状的全局 Moran’s I 系数在-~ 间,种
子的全局 Moran’s I 范围为-~,自相关系数多不显著,表现为近距离时呈现
一定的相关性,随距离增大,表现为空间不相关或空间随机性。胸径的 Moran’s I 系数
多大于树高的,说明胸径的空间变异性大于树高的空间变异性。各种源生长性状的 G
系数在-~ 间,种子的 G 系数在-~ 间,且负值多,表明侧柏种源
表型性状的空间聚集不明显,大多数种源与较小的种源相邻,即随纬度增加,表型性状
呈变小的趋势。部分北方、南方种源的 G 系数为 0,与周围种源无空间相关性,呈现随
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机分布状态。
5. 半方差函数结果说明胸径和树高的块金系数分别为 %、%,两者均具
有中等的空间相关性,分枝角的块金系数达 %,其空间相关性很弱。“Krige”分析反
映出侧柏种源的生长性状存在一定的空间结构,呈现出渐变、双向渐变和不规则斑块的
非随机分布模式。表明侧柏种源间表现为多数生长性状缺乏空间结构和部分生长性状具
特定空间结构的复合模式。
,~、胸径遗
~,~、~,平阴
点树高遗传力大于胸径的遗传力,枣庄点则是胸径遗传力多大于树高的遗传力。总体来
说,23年生时胸径、树高的遗传力低于幼龄林遗传力。不同林龄生长量与经纬度相关分
析表明:随着林龄的增大高生长与经度相关系数逐步缩小,与纬度相关系数有增大趋势;
侧柏种源胸径生长量与经度相关系数逐步增大趋势,与纬度相关系数有减小趋势。
7. 以26个种源的254个单株为试材,利用荧光AFLP标记对侧柏种源的分子遗传多
样性和遗传结构进行了研究,结果表明:,多态
%。各种源扩增的多态位点数(A)差异较大,全均多态
~,多态位点百分率(PPA)%~%。山东种源扩增的平
均多态位