基于叶片形态和EST-SSR茶树遗传多样性与遗传演化研究

摘要

广义的茶树包含山茶属茶组(CamelliaL.Sect.Thea(L.)Dyer)所有种和变种。茶树种质资源是茶树新品种选育和茶业生产发展的物质基础。因此,研究茶树资源的遗传多样性及遗传演化关系,分析我国不同类型和不同地区茶树资源的叶片表型和分子水平变异情况,可以为遗传、演化和分类以及资源的进一步研究和保护提供理论支持。本研究主要结果如下:
　　 1.叶片形态方面5个叶片表型性状的平均变异系数大小依次为:叶身＞叶色＞叶质＞叶面积＞叶面。另外,叶片表型性状Shannon-weaver多样性指数的大小排序与变异系数的吻合。表明叶身较其它性状变异性大,叶面相对稳定。对14个地区5个叶片表型性状的平均变异系数和Shannon-weaver多样性指数进行比较,发现两南和华南地区的茶树资源表型上的变异相对其他地区的丰富。不同类型资源的叶片表型变异比较发现,野生资源和地方品种的变异较选育品种(系)的丰富,说明人为选择一定程度上降低了资源的变异水平。
　　 2.分子标记方面采用109对EST-SSR引物对554份茶树种质资源进行检测,广西和云南的茶树种质资源遗传多样最丰富,这与基于表型的结果一致;广东、贵州、重庆、贵州、四川和湖北的遗传多样性次之,和而湖南、河南、江苏和安徽资源的遗传多样性较低,由此推断,我国茶树资源的遗传多样性的空间分布呈现以下特点,以云南和广西为中心以扇形自西向东、由南向北逐渐降低的趋势。
　　 不同类型资源间的遗传水平:野生茶树＞地方品种＞选育品种(系)。说明人为的选择导致地方品种和选育品种(系)的遗传多样性略有下降,特别是选育品种(系)。
　　 3.亲缘演化分析基于遗传距离的NJ聚类分析和基于数学模型的遗传结构分析均表明,云南地区的茶树资源具有相对独立的结构,单独聚为一大类,其部分资源在其他地区均有分布;广西、贵州、重庆和广东茶树资源间的遗传距离较近,聚为一大类;四川和湖北聚为一类;安徽、福建、江西、浙江、江苏、河南和湖南的茶树资源聚为一大类。说明,多数相同来源的种质往往聚在一起,但是存在不同地理来源与不同种质类型的茶树在聚类群中呈穿插分布,互相渗透。
　　 14个地区资源间的近交系数平均为0.23,说明地区群内近交现象较严重。地区间的遗传分化系数平均为0.14,也就是说有14％的遗传变异存在于地区之间,而有86％的遗传变异存在于群体之内。在F值的基础上估算茶树群体间基因流Nm为1.54,说明我国不同地区间茶树的基因交流较为频繁,导致杂合子缺失。
　　 野生茶树、地方品种和选育品种3种类型资源间的遗传分化系数为0.05,说明有5％的遗传变异存在于类群间,95％的变异存在于类群内。