柑橘亞科植物系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)及野生枸櫞、宜昌橙譜系地理學(xué)研究
本文選題:柑橘亞科 + 柑橘。 參考:《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文
【摘要】:中國是世界果樹最重要的發(fā)源地之一,同時也是柑橘類植物的起源中心之一。柑橘亞科(Aurantioideae)屬于蕓香科(Rutaceae),包含黃皮族(Clauseneae)和柑橘族(Citreae),約33屬203個種及33個變種。在過去的2個多世紀(jì)里,國內(nèi)外學(xué)者都致力于柑橘亞科植物的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系研究,但柑橘亞科植物間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系依然無法定論,尤其是柑橘屬(Citrus)植物分類與雜種柑橘起源備受爭議。中國西南及中西部地區(qū)深山峽谷中蘊藏著許多柑橘屬及近緣屬野生種質(zhì)資源,野生枸櫞(Citrus medica)與宜昌橙(Citrus ichangensis)以群落的形式分布在這些區(qū)域,但對野生柑橘種質(zhì)分布狀態(tài)、遺傳多樣性,群體結(jié)構(gòu)及演化歷史卻知之甚少。本研究以野生枸櫞與宜昌橙為材料,采用nSSR標(biāo)記、核基因組單拷貝基因序列(Single-Copy Gene,SCG)與cpSSR標(biāo)記、葉綠體基因序列方法,系統(tǒng)地分析了野生枸櫞、宜昌橙遺傳多樣性與群體結(jié)構(gòu),并推導(dǎo)了宜昌橙種群演化歷史;谌蚪M重測序技術(shù),從葉綠體基因組與核基因組水平,重塑了柑橘亞科植物的系統(tǒng)分類。主要研究結(jié)果如下:1.枸櫞類植物遺傳多樣性與系統(tǒng)進化分析野生、半野生枸櫞(Citrus medica)種質(zhì)資源主要分布于中國西南地區(qū)。應(yīng)用77對nSSR標(biāo)記可以明確區(qū)分56份枸櫞類植物,這些nSSR標(biāo)記在枸櫞種質(zhì)中共擴增到387個等位譜帶,每個位點等位譜帶為2到12個不等。枸櫞群體期望雜合度和觀察雜合度分別為0.36和0.49。核基因聚類分析與主成分分析結(jié)果較一致,對枸櫞及近緣種有很好的區(qū)分度。群體結(jié)構(gòu)分析表明,枸櫞主要可以分為兩個類群,分別是西藏與云南種群,群體結(jié)構(gòu)與地理分布較吻合。枸櫞與佛手(Citrus medica var.sarcodactylis)起源于共同祖先,佛手與起源于西藏地區(qū)的枸櫞親緣關(guān)系較近。系統(tǒng)進化分析表明枸櫞形成單系分支,完全不同于橘(Citrus reticulata)與柚(Citrus grandis)。枸櫞作為父本參與了雜種柑橘檸檬(Citrus limon)、萊檬(Citrus aurantifolia)、藜檬(Citrus limonia)的起源。2.宜昌橙群體遺傳結(jié)構(gòu)與演化歷史分析野生宜昌橙分布于中國西南及中西部地區(qū)。應(yīng)用15對cpSSR分子標(biāo)記在16個宜昌橙種群231個單株個體中,共檢測到47個葉綠體單體型。每個群體的單體型數(shù)目1到9個不等,僅有三個種群不存在私有單體型,其他群體均存在私有單體型。葉綠體單體型分布與地理結(jié)構(gòu)存在關(guān)聯(lián)。66對nSSR標(biāo)記在宜昌橙群體中共擴增出338個等位譜帶,平均每個位點存在5.121個等位譜帶,有效等位譜帶為1.703個。不同群體平均期望雜合度與觀測雜合度分別為0.313和0.267。群體結(jié)構(gòu)、主成分與鄰近樹分析均表明宜昌橙種群可以劃分為3個亞群,群體結(jié)構(gòu)與地理分布較為吻合,中心種群分布在大巴山脈與武陵山脈潛在冰川遺跡地區(qū),另兩個群體分布范圍較為局限。AMOVA分析表明宜昌橙群體差異主要存在群體內(nèi)部(Fst=44.14%;Rst=46.26%)和不同亞群之間(Fst=44.89%;Rst=43.56%)。應(yīng)用9個單拷貝核基因?qū)?6個群體88份宜昌橙單株進行中性檢測,多個群體平均Tajima’s D和D*and F*of Fu and Li值為負(fù)值,表明多數(shù)宜昌橙群體演化過程中種群數(shù)目有所增加,也有可能經(jīng)歷了凈化選擇。宜昌橙三個亞群之間存在不對稱基因漂流,群體之間的遺傳差異與種群遺傳距離成正相關(guān)。高山峽谷與長江作為自然屏障阻礙了不同亞群之間的基因交流,促進了宜昌橙群體分化。有限的基因漂流、瓶頸效應(yīng)與遺傳漂變綜合作用,促使群體間遺傳差異不斷增加,進而導(dǎo)致了宜昌橙現(xiàn)有的群體結(jié)構(gòu)與分布模式。3.柑橘亞科植物系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系基于73份柑橘亞科植物全基因組重測序數(shù)據(jù),分別構(gòu)建葉綠體與核基因組基因樹,核基因組物種樹。葉綠體系統(tǒng)發(fā)育樹與核基因系統(tǒng)發(fā)育樹可以明顯區(qū)分黃皮族與柑橘族植物。辣密柑亞族(Triphasiinae)植物是柑橘族中最原始類型,酒餅勒屬(Atalantia)屬于近似柑橘組植物,而非洲櫻橘屬(Citropsis)屬于原始柑橘組植物。真正柑橘類植物分為6個屬,枳屬(Poncirus)、金柑屬(Fortunella)、澳沙檬屬(Eremocitrus)、多蕊橘屬(Clymenia)、澳指檬屬(Microcitrus)與柑橘屬。柑橘屬分為柑橘亞屬與大翼橙亞屬,柑橘亞屬擁有5個種,分別是橘、柚、枸櫞、宜昌橙與莽山野柑(Citrus nobilis)。雜種柑橘主要是由幾個基本種之間相互雜交而來。雜種柑橘中,萊檬是由小花大翼橙(Citrus micrantha)或馬蜂柑(Citrus hytrix)與枸櫞雜交而來,前者作母本后者作父本;藜檬是由橘與枸櫞雜交而來,橘作母本枸櫞作父本;印度野橘(Citrus indica)不具有種的地位,其是由枸櫞作母本,橘作父本雜交而來;檸檬是由酸橙(Citrus aurantium)作母本,枸櫞作父本雜交而來;葡萄柚(Citrus paradisi)是雜種起源,母本是柚類,而父本是甜橙(Citrus sinensis)。香橙(Citrus junos)是由甜橙作母本,宜昌橙作父本雜交而來。分子鐘研究表明,柑橘族與黃皮族約在24.96百萬年前發(fā)生分化。辣蜜柑亞族與柑橘亞族及膠柑亞族分化時間約在22.01百萬年前。柑橘族真正柑橘組植物與膠柑亞族及柑橘族原始柑橘組、近似柑橘組植物約在19.21百萬年前發(fā)生分化。酒餅勒屬植物約在10.04百萬年與柑果子屬植物發(fā)生分化產(chǎn)生。真正柑橘組中,枳屬約在14.19百萬年前首先分化出來,柑橘屬中枸櫞、柚與橘約在3.43—4.72萬年之間分化產(chǎn)生。
[Abstract]:In the past two centuries , Chinese and foreign scholars have been devoted to the development of citrus subfamilies . The results are as follows : 1 . The genetic diversity and the evolution history of Citrus medica are very controversial . Genetic structure and evolution history of Citrus limon ( Citrus limon ) and Citrus limon ( Citrus limon ) were studied . In this paper , the genetic differences between populations of citrus and Citrus were studied by using 9 single copy nuclear genes to neutral detection of 88 Yichang orange single plants in 16 populations . There was a positive correlation between population size and population genetic distance . The hybrid citrus is mainly composed of several basic species : Citrus micrantha ( Citrus micrantha ) or Citrus hymen . The latter is the parent of the female parent and the tangerine is the male parent of the female parent . The Citrus paraus is the parent of the female parent and the tangerine is used as the male parent ; the lemon is the parent of the female parent and the orange as the male parent ; and the grapefruit ( Citrus paraus ) is the hybrid origin , the female parent is the naringin , and the male parent is sweet orange ( Citrus sinensis ) . Citrus junos ( Citrus junos ) is a hybrid of sweet orange and orange . The molecular clock study shows that the differentiation between the citrus group and the orange group was about 24.96 million years ago . The citrus group had a differentiation of about 19.21 million years ago . The citrus group was about 14.19 million years ago .
【學(xué)位授予單位】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:S666
【參考文獻】
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本文編號:1764031
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