基于SSR标记的新疆野杏群体遗传多样性及遗传结构

包文泉，乌云塔娜*，王　淋，赵　罕，杜红岩

(1 国家林业局泡桐研究开发中心，郑州450003；2 中国林业科学研究院经济林研究开发中心，郑州450003)



基于SSR标记的新疆野杏群体遗传多样性及遗传结构

包文泉1,2，乌云塔娜1,2*，王淋1,2，赵罕1,2，杜红岩1,2

(1 国家林业局泡桐研究开发中心，郑州450003；2 中国林业科学研究院经济林研究开发中心，郑州450003)

利用27对SSR分子标记对新疆4个野杏群体遗传多样性和遗传结构进行分析，评价新疆野杏遗传多样性水平和分化程度，为新疆野杏合理保护与利用提供科学依据。结果显示：(1)27对SSR引物共检测到431个等位基因(Na)，各位点平均等位基因数(Na)和多态性信息含量(PIC)分别为15.96和0.84；物种水平上Shannon’s信息指数(I)和期望杂合度(He)分别为2.21和0.78。(2)群体水平上等位基因数(Na)、有效等位基因(Ne)、Shannon’s信息指数(I)、期望杂合度(He)和观察杂合度(Ho)分别为10.98、5.85、1.92、0.79和0.55；其中新源县野杏群体遗传多样性最丰富，巩留县群体遗传多样性最低。(3)基于F统计量分析的遗传分化系数(Fst)为0.05，基因流(Nm)为5.26；分子方差分析显示新疆野杏群体大部分遗传变异来自群体内(95.4%)，群体间的遗传变异仅占4.6%。(4)新疆野杏群体遗传距离为0.06～0.49，平均为0.24；遗传相似度为0.61～0.94，平均为0.80；遗传相似度的聚类分析和遗传距离的主坐标分析结果一致，均将供试4个群体划分为两组；Mantel检测显示，新疆野杏群体遗传距离与地理距离无显著相关(r=0.332，P=0.16)。研究表明，新疆野杏资源具有丰富的遗传多样性，群体遗传分化程度较低，群体间遗传距离较小，这与新疆野杏群体的大小和悠久的演化历史以及群体间频繁的基因交流相关。

野杏；SSR；遗传多样性；遗传结构

新疆野杏(ArmeniacavulgarisLam.)属于蔷薇科(Rosaceae)杏属(Armeniaca)植物[1]，是中国珍贵野生果树资源之一，通常被认为是世界栽培杏的原种，对栽培杏的演化起过重要作用[2]。伊犁位于新疆维吾尔自治区北天山之中，具有广阔的山间平原盆地和河谷地，日照充足、降雨量充沛，土壤肥沃，其独特的自然地理环境为野杏的分布演化提供了极有利的生态条件，孕育着丰富的野杏资源，可为中国杏资源的改良及其新品种选育提供重要的遗传基础[3]。已有学者基于叶片、果实和核仁等重要性状指标及ISSR分子标记，分析新疆野杏不同群体遗传多样性和变异特征[4-5]。但形态指标易受环境影响，而ISSR作为显性分子标记，所能揭示的遗传信息量有限。SSR(simple sequence repeat)分子标记技术具有共显性、特异性强和多态性高等优点，能够很好地满足遗传多样性等研究要求[6]，是目前大家所用最多并且较为理想的分子标记，它能避免环境因素的干扰，也能够有效克服AFLP标记的复杂性、RAPD标记的重复性差以及ISSR标记的显性等缺点。近年来SSR技术在果树遗传分析中得到广泛应用[7-9]，但在新疆野杏资源中的应用较少。本研究以80份新疆野杏种质为研究材料，利用SSR分子标记对其遗传多样性及遗传结构进行分析，为新疆

野杏种质资源的合理保护与利用提供科学依据。

1　材料与方法

1.1材料来源

新疆野杏种质(表1)均采于2013年6月。包括新疆伊犁4个野杏群体的80个个体；每个群体采集20个单株，分别进行GPS定位，相邻株间至少相距50 m左右，选取幼嫩叶片，迅速放入液氮，保存于-80 ℃低温冷藏冰箱，备提取DNA。

1.2SSR分析

采用改良CTAB法[10]，提取基因组DNA，用1%琼脂糖凝胶电泳及分光光度计检测含量及纯度后，将浓度调至50 ng·μL-1，保存于-80 ℃度低温冷藏冰箱备用。

根据已报导的桃属植物SSR引物，筛选出多态性高、重复性好的27对用于本研究(表2)；PCR扩增反应体系为20 μL混合体系，由1 μL DNA模板(10～20 ng·μL-1)，0.2 μL 2×Tab Master Mix，2 μL 10×buffer，0.5 μL dNTP(2.5 mmol·L-1)、DMSO(10%)、荧光正向引物和反向引物(0.8 μmol·L-1)，14.8 μL无菌去离子水(ddH2O)；反应条件为：95 ℃预变性5 min；95 ℃变性30 s，55 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，30次循环；95 ℃变性30 s，54 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，15次循环；72 ℃终延伸5 min。SSR扩增产物经由DNA分析仪(ABI 3500XL)进行检测，利用Gene-Marker软件(Soft Genetics LLC，USA)读取结果，并记录每个位点片段大小。

表1　新疆野杏种质资源信息Table 1　Information of wild apricot resources in Xinjiang

1.3数据分析

基于Data Formater 2.7.2软件[11]将SSR荧光毛细管电泳原始数据转化成后期数据分析软件运行格式，利用GenAlEx软件[12]计算等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Shannon’s信息指数(I)、期望杂合度(He)、观察杂合度(Ho)、遗传距离(D)、遗传相似度(I)、F-统计量(F-statistics)、基因流(Nm)和等位基因频率。多态性信息含量(PIC)通过公式PIC=1-∑fij2计算(fij为第i个位点第j个等位基因出现的频率)。利用Arlequin 3.5软件[13]进行哈迪-温伯格平衡(Hardy-Weinberg equilibrium，HWE)检测和分子方差分析(AMOVA)。由经纬度计算群体间的地理距离(km)，采用TFPGA软件[14]进行Mantel检测，分析地理距离和遗传距离的相关性；聚类分析利用NTSYS pc version 2.10e软件[15]，根据Nei’s遗传相似系数，用UPGMA法完成。主坐标分析(PCoA)以遗传距离做参数，应用GenAlEx软件[12]完成。

2　结果与分析

2.1群体遗传多样性

基于27对SSR引物对供试80份新疆野杏种质进行毛细管电泳检测，结果(图1)表明，各引物目的片段清晰，结果准确可靠。27个SSR位点遗传多样性分析结果(表2)可知，27个位点共检测到431个等位基因，各位点等位基因数从9个(MA020A)到27个(UDP98-021)，平均每个位点等位基因数为15.96个；27个SSR位点多态性信息含量(PIC)为0.48～0.92，均值为0.84，说明新疆野杏遗传多样性丰富，个体间遗传变异较大。各群体遗传多样性分析结果(表3)可知，在物种水平，平均等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、期望杂合度(He)、观察杂合度(Ho)和Shannon’s信息指数(I)分别为10.98、5.85、0.79、0.55和1.92。在群体水平上，新源县遗传多样性最高(Ne=6.38，He=0.82，I=1.97)，巩留县最低(Ne=5.55，He=0.75，I=1.89)。

2.2群体遗传分化

F统计结果显示，新疆野杏在不同SSR位点的遗传分化系数(Fst)存在差异(表2)，遗传分化系数范围为0.03～0.10, 均值为0.05, 说明5%遗传变异存在于群体间，绝大部分遗传变异存在于群体内部；分子方差分析结果表明(表4)，新疆野杏遗传变异主要存在于群体内(95.4%)，而群体间的遗传变异仅占4.6%。通过Hardy-Weinbery检测显示4个群体均处于平衡状态(表3)，表明新疆野杏群体受人类活动和环境变化的影响较小。近交系数是评价群体偏离哈迪-温伯格平衡的程度，通过对新疆野杏近亲繁殖检测可知(表3)，4个群体近交系数(F)均大于0(0.28～0.38)，平均为0.31，表明新疆野杏群体均表现杂合子不足，群体内近亲繁殖比较多。群体总基因流(Nm)为5.26，其中，巩留县与霍城县群体间遗传分化最大(Fst=0.06)，基因流最小(Nm=4.16)；新源县与伊宁县群体遗传分化最小(Fst=0.03)，基因流最大(Nm=15.69)；表明新疆野杏群体间遗传分化程度较低，群体间存在频繁的基因交流。

2.3群体遗传关系

根据Nei’s遗传距离(D)和遗传相似度(I)(表5)可知，新疆4个野杏群体遗传距离为0.06～0.49，平均值为0.24，遗传相似度为0.61～0.94，平均值为0.80，表明新疆野杏群体间亲缘关系较近，其中新源县与伊宁县群体遗传距离最小，遗传相似度最大；霍城县与巩留县群体遗传距离最大，遗传相似度最小；依据遗传相似系数构建的UPGMA聚类分析(图2)，在相似系数0.70位置，可将供试群体划分为2组，其中新源县、伊宁县和霍城县群体聚为一组，而巩留县群体单独分为一组。通过Mantel检测结果可知，遗传距离与地理距离无显著相关(r=0. 332，P=0.16)。

图1　样品277(新源县)在MA007a处扩增的毛细管电泳检测Fig.1　Capillary electropherogram obtained by MA007a of 277 (Xinyuanxian)表2　27个SSR位点的遗传分析结果Table 2　Genetic analysis of twenty-seven SSR loci

位点LocusNaIHoHeFisFitFstNmPICUDP98-409[13]20.002.700.380.870.600.620.054.340.92UDP96-003[13]18.002.620.840.870.030.060.037.570.92UDP97-401[13]11.002.020.490.780.350.380.054.690.84UDP97-402[13]16.002.100.460.760.370.410.063.970.83UDP98-406[13]20.002.620.850.870.060.090.038.660.91UDP98-021[13]27.002.300.400.730.760.770.054.900.77UDP98-412[13]10.001.400.320.620.410.440.054.550.67BPPCT002[16]16.002.250.560.760.160.210.073.580.86BPPCT004[16]19.002.560.760.850.090.130.054.790.90BPPCT007[16]18.002.530.810.850.030.070.045.500.90BPPCT008[16]16.002.430.740.870.200.220.039.660.89BPPCT023[16]12.002.260.450.830.560.600.102.300.88Pchgms3[17]11.001.160.100.430.280.320.063.740.48Pchgms4[17]15.002.090.690.780.340.380.054.520.82Pchgms5[17]14.002.290.590.810.490.520.054.560.88pchgms12[17]18.002.470.480.790.320.360.054.500.88aprigms18[18]17.002.310.530.820.290.320.045.370.88aprigms24[18]21.002.570.580.830.810.810.037.130.90MA007A[19]20.002.390.530.770.220.240.038.250.87MA020A[19]9.001.540.310.690.190.220.045.670.75MA039A[19]14.001.800.100.710.290.330.064.290.76M6a[19]12.001.770.450.690.470.510.082.770.75PMS2[20]20.002.480.700.810.330.370.063.740.88PMS67[20]15.002.480.720.860.380.430.082.900.90ASSR71[21]11.001.820.610.680.120.170.054.380.80ASSR72[21]11.002.020.600.790.290.320.046.060.83PCEGA25[21]20.002.640.810.870.070.090.039.550.91均值/Mean15.962.210.550.780.310.350.055.260.84

注：Na. 等位基因；I. Shannon’s信息指数；Ho. 观察杂合度；He. 期望杂合度；Fis. 居群内繁育系数；Fit. 总居群内繁育系数；Fst. 遗传分化系数；Nm. 基因流；PIC. 多样性信息指数

Note：Na. Number of alleles；I. Shannon’0.s Information Index；Ho. Observed heterozygosity；He. Expected heterozygosity；Fis. Inbreeding coefficient at the population level；Fit. Inbreeding coefficient at the total sample level；Fst. Proportion of differentiation among populations；Nm. Gene flow；PIC. Polymorphism information content

表3　新疆野杏群体遗传多样性Table 3　Genetic diversity of wild apricot populations in Xinjiang

注：Ne. 有效等位基因数；F. 近交系数；HWE. 哈代-温伯格平衡

Note：Ne. Effective number of alleles；F. Inbreeding coefficient；HWE. Hardy-Weinberg equilibrium

表4　27个SSR位点分子方差分析Table 4　Analysis of molecular variance (AMOVA) average across 27 SSR loci

表5　群体间遗传相似度(对角线上方)和遗传距离(对角线下方)Table 5　Genetic identity (above diagonal) and genetic distance (below diagonal) among populations

图2　遗传相似度UPGMA聚类分析Fig.2　UPGMA dendrogram based on genetic identity

为了进一步探讨新疆野杏群体间的遗传关系，利用遗传距离进行主坐标分析(PCoA)(图3)，结果与聚类分析结果基本一致，都将80个供试材料划分为2组，第Ⅰ组包括新源县、伊宁县和霍城县群体的60个单株；第Ⅱ组包括巩留县群体的20个单株。

图3　杏群体主坐标分析Fig.3　Principal coordinates analysis of apricot populations

3　讨　论

3.1群体遗传多样性

遗传多样性是物种所携带遗传信息的总和，遗传多样性高的物种，可更好地适应环境；相反，则更容易受到环境影响[22]。新疆野杏作为世界栽培杏原始种，具有极高的营养价值、药用价值和观赏价值。本研究基于27对SSR分子标记，对新疆4个野杏群体进行遗传多样性分析，共检测到431个等位基因，平均每位点15.96个。4个野杏群体平均有效等位基因数(Ne)、期望杂合度(He)和Shannon’s信息指数(I)分别为5.85、0.79和1.92，高于章秋平等[23]利用SSR标记对华北生态区普通杏研究结果(He=0.67，I=1.44)和何天明等[2]利用SSR标记对新疆普通杏研究结果(He=0.29，I=0.43)，表明新疆野杏具有丰富的遗传多样性，与刘娟等[4-5]研究结果相一致；与其它野生资源相比，如王滑等[24]利用SSR对中国天然核桃(JuglansregiaLinn.)研究(Ne=2.81、He=0.61)，新疆野杏仍表现出较高的遗传多样性。这可能与居群的大小相关，新疆野杏在伊犁分布广泛，常与野苹果成混交林，居群面积较大。此外，作为多年生野生资源，长期的演化和扩散，使其累积了丰富的遗传变异。因此，居群面积大以及悠久的演化历史是新疆野杏遗传多样性高的主要原因。

3.2群体遗传分化和遗传结构

遗传分化是由于遗传漂变和基因流隔离引起的基因频率和杂合性的变化。根据Wright[25]提出的遗传分化系数(Fst)小于0.25，表明群体遗传分化较低，本研究F统计(Fst=0.05)和方差分析(Fst=0.046)结果显示，新疆野杏群体间遗传分化程度较低，遗传变异主要来自于群体内(95.4%)。刘娟等[4]利用ISSR标记研究指出新疆野杏群体遗传分化程度较低(Fst=0.14)，Wang等[26]研究表明中国野山杏群体遗传分化程度较低(0.06)，均与本研究结果相吻合。

基因流是揭示物种间的基因渗透以及遗传分化的重要指标，其强弱对群体遗传分化具有重要影响，基因流大于1时能有效阻止遗传漂变引起的遗传分化，反则，难以抵制群体内遗传漂变引起的遗传分化[25]。新疆野杏分布连续，生境片段化不严重，其基因流主要通过虫媒传花粉、人类及野生动物对野杏种子的取食和储藏等扩散方式来完成[27]。本研究中新疆野杏群体总基因流为5.26，表明新疆野杏群体间存在频繁的基因交流，有效削弱了遗传漂变引起的遗传分化；同时，新疆野杏群体存在杂合子缺失现象，这可能与新疆野杏较高的近交率(F=0.31)相关；说明新疆野杏受环境影响，群体可能正经历着遗传多样性的丧失，今后需要加大样品进一步深入研究和实验验证。

UPGMA聚类分析和主坐标分析均将4个野杏群体划分为2组，与Mantel检测结果一致，即新疆野杏群体遗传距离与地理距离无显著相关(r=0.332，P=0.16)。刘娟等[4-5]通过对新疆野杏群体研究，指出新源县和霍城县群体亲缘关系较近，而巩留县群体与上述两个群体亲缘关系较远；本研究将巩留县群体单独分为一组，与其它3个群体遗传关系较远，具有明显的特异性，而新源县、霍城县和伊宁县3个群体遗传多样性相对较高，亲缘关系较近，结合主坐标分析可知，此3个群体间存在明显遗传混杂，但与巩留县具有明显的分化。巩留县位于新疆西北部，被伊什格力克和那拉提山包围，阻碍了巩留县野杏与外界的基因交流(巩留县群体与新源县、霍城县和伊宁县的平均基因流为4.85)，从而表现较低的遗传多样性和独特的地理区域特征；然而新源县、霍城和伊宁县3个群体生境连续相连，基因交流较容易(新源县、霍城县和伊宁县3个群体的平均基因流为11.30)，从而表现较高的遗传多样性和较近的遗传关系。综上可知，群体间频繁的基因流是影响新疆野杏群体遗传特征的主要因素。

综上所述，基于27对SSR引物对新疆野杏群体遗传特征研究结果显示，新疆野杏具有丰富的遗传多样性，与新疆野杏居群面积大和悠久的演化历史相关。新疆野杏遗传变异主要来自群体内部，而群体间遗传分化程度较低，这与新疆野杏生境分布连续、自身生物学特征、人类及野生动物对野杏种子的储藏等因素共同作用下的群体间较高的基因流相关。遗传关系分析显示，新疆野杏群体间遗传距离较近，遗传相似度较高。因此，应重点保护遗传多样性高的群体，如新源县群体，同时也要加强保护一些特异群体，避免一些特殊基因消失，如巩留县群体。在确定新疆野杏的地理分布、群体特点和生态学特性的基础上，构建新疆野杏保护区，科学保护和利用新疆野杏资源，对培育或改良新杏品种具有重要意义。

[1]俞德俊. 落叶果树分类学[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1984.

[2]何天明. 中国普通杏(Prunusarmeniaca)种质资源遗传多样性及紫杏(P.dasycarpa)起源研究[D]. 山东泰安: 山东农业大学, 2005.

[3]王 磊. 新疆野苹果和新疆野杏[J]. 新疆农业科学, 1989,6(1): 33-34.

WANG L. Xinjiang wild apple and Xinjiang wild apricot[J].XinjiangAgriculturalSciences, 1989,6(1): 33-34.

[4]刘娟, 廖康, 赵世荣, 等. 新疆野杏种质资源遗传多样性及亲缘关系的ISSR分析[J]. 新疆农业大学学报, 2015,38(2): 105-113.

LIU J, LIAO K, ZHAO S R,etal. Analysis of genetic diversity and genetic relationship of wild apricot germplasm in Xinjiang by ISSR markers[J].JournalofXinjiangAgriculturalUniversity, 2015,38(2): 105-113.

[5]刘娟, 廖康, 刘欢, 等. 新疆野杏种质资源表型性状多样性研究[J]. 西北植物学报, 2015,35(5): 1 021-1 030.

LIU J, LIAO K, LIU H,etal. Phenotypic diversity of wild apricot germplasm resources in Xinjiang[J].ActaBotanicaBoreali-Occidentalia, 2015,35(5): 1 021-1 030.

[6]盛岩, 郑蔚虹, 裴克全, 等. 微卫星标记在种群生物学研究中的应用[J]. 植物生态学报, 2002,26(+): 119-126.

SHENG Y, ZHENG W H, PEI K Q,etal. Applications of Microsatellites in population biology[J].ActaPhytoecologicaSinica, 2002,26(+): 119-126.

[7]曹玉芬, 刘凤之, 高源, 等. 梨栽培品种SSR鉴定及遗传多样性[J]. 园艺学报, 2007,34(2): 305-310.

CAO Y F, LIU F Z, GAO Y,etal. SSR analysis of genetic diversity of pear cultivars[J].ActaHorticulturaeSinica, 2007,34(2): 305-310.

[8]王爱德, 李天忠, 许雪峰, 等. 苹果品种的SSR分析[J]. 园艺学报, 2005,32(5): 875-877.

WANG A D, LI T Z, XU X F,etal. SSR analysis for apple cultivars[J].ActaHorticulturaeSinica, 2005,32(5): 875-877.

[9]HORMAZA J I. Molecular characterization and similarity relationships among apricot (PrunusarmeniacaL.) genotypes using simple sequence repeats[J].Theor.Appl.Genet, 2002,104(5): 321-328.

[10]冯晨静, 张元慧, 徐秀英, 等. 14份杏种质的ISSR分析[J]. 河北农业大学学报, 2007,28(5): 52-62.

FENG C J, ZHANG Y H, XU X Y,etal. Genetic diversity revealed by ISSR marker in apricot[J].JournalofAgriculturalUniversityofHebei, 2007,28(5): 52-62.

[11]樊文强, 盖红梅, 孙鑫, 等. SSR数据格式转换软件DataFormater[J]. 分子植物育种, 2016,14(1): 265-270.

FAN W Q, GAI H M, SUN X,etal. DataFormater, a software for SSR data formatting to develop population genetics analysis[J].MolecularPlantBreeding, 2016,14(1): 265-270.

[12]PEAKALL R, SMOUSE P E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research[J].MolecularEcologyNotes, 2006,6(1): 288-295.

[13]RAFFAELE TESTOLIN, TERESA MARRAZZO, GUIDO CIPRIANI,etal. Microsatellite DNA in peach (PrunuspersicaL. Batsch) and its use in fingerprinting and testing the genetic origin of cultivars[J].Genome, 2000,43(3): 512-520.

[14]SOKAL R. Testing statistical significance of geographic variation patterns[J].SystematicZoology, 1979, 28: 227-232.

[15]ROHLF F J. NTSYS-P C: Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System Version 1.80[M]. Setauket New York: Distribution by Exeter Soft Ware, 1994.

[16]DIRLEWANGER E, COSSON P, TAVAUD M,etal. Development of microsatellite markers in peach [Prunuspersica(L.) Batsch] and their use in genetic diversity analysis in peach and sweet cherry (PrunusaviumL.) [J].TheorApplGenet, 2002.105(6): 127-138.

[17]SOSINSKI B, GANNAVARAPU B, HAGER L D,etal. Characterization of microsatellite markers in peach [Prunuspersica(L.) Batsch][J].OriginalArticleTheoreticalandAppliedGenetics, 2000.101(3): 421-428.

[18]WANG Y, GEORGI L L, REIGHARD G L,etal. Genetic mapping of the evergrowing gene in peach [Prunuspersica(L.) Batsch][J].J.Hered, 2002.93(5): 352-358.

[19]YAMAMOTO T, MOCHIDA K, IMAI T,etal. Microsatellite markers in peach [Prunuspersica(L.) Batsch] derived from an enriched genomic and cDNA libraries[J].Mol.Ecol.Notes, 2002.2(6): 298-301.

[20]CLAUDIO CANTINI, AMY F. IEZZONI, WARREN F, LAMBOY. DNA fingerprinting of tetraploid cherry germplasm using simple sequence repeats[J].JASHS, 2001,126(2): 205-209.

[21]XU Y, MA RC, XIE H,etal. Development of SSR markers for the phylogenetic analysis of almond trees from China and the Mediterranean region[J].Genome, 2004,47(6): 1 091-1 104.

[22]杨梅, 张敏, 师守国, 等. 武当木兰种群遗传结构的ISSR分析[J]. 林业科学, 2014,50(1): 76-81.

YANG M, ZHANG M, SHI S G,etal. Analysis of genetic structure ofMagnoliasprengeripopulations based on ISSR markers[J].ScientiaSilvaeSinicae, 2014,50(1): 76-81.

[23]章秋平, 刘冬成, 刘威生, 等. 华北生态群普通杏遗传多样性与群体结构分析[J]. 中国农业科学, 2013,46(1): 89-98.

ZHANG Q P, LIU D C, LIU W S,etal. Genetic diversity and population structure of the North China populations of apricot (PrunusarmeniacaL.)[J].ScientiaAgriculturaSinica, 2013,46(1): 89-98.

[24]王滑, 郝俊民, 王宝庆, 等. 中国核桃8个天然居群遗传多样性分析[J]. 林业科学, 2007,43(7): 120-124.

WANG H, HAO J M, WANG B Q,etal. SSR Analysis of genetic diversity of eight natural walnut populations in China[J].ScientiaSilvaeSinicae, 2007,43(7): 120-124.

[25]WRIGHT S. The inter pretation of population structure byF-statistics with special regard to systems of mating[J].Evolution, 1956,19: 395-420.

[26]ZHE WANG, MING KANG, HUABO LIU,etal. High-Level genetic diversity and complex population structure of siberian apricot (PrunussibiricaL.) in China as revealed by nuclear SSR markers[J].PlosOne, 2014 ,9(2): 1-13.

[27]刘黎明, 刘萍, 梁凤丽, 等. 新疆野杏花部综合特征与繁育系统初步研究[J]. 新疆农业科学, 2007,47(4): 750-755.

LIU L M, LIU P, LIANG F L,etal. Primary study on floral syndrome and breeding system ofArmeniacaVulgarisLam[J].XinjiangAgriculturalSciences, 2007,47(4): 750-755.

(编辑:宋亚珍)

Genetic Diversity and Population Structure of Wild Apricot in Xinjiang Revealed by SSR Markers

BAO Wenquan1,2, WUYUN Tana1,2*, WANG Lin1,2, ZHAO Han1,2, DU Hongyan1,2

(1 China Paulownia Research Center, State Forestry Administration, Zhengzhou 450003, China；2 Non-Timber Forest Research and Development Center, Chinese Academy of Forestry, Zhengzhou 450003, China)

In order to provide theoretical support for reasonable protection and utilization of wild apricot, we analyzed the genetic diversity and genetic differentiation of four wild apricot populations from Xinjiang by using twenty-seven pairs of SSR (simple sequence repeat) primers. The results showed that: (1) a total of 431 alleles (Na) were identified based on 27 SSR molecular markers. The average number of alleles (Na) per locus and polymorphism information content (PIC) per locus were 15.96 and 0.84, respectively. A high level of genetic diversity was revealed by Shannon’s information index (I, 2.21) and expected heterozygosity (He, 0.78) at species level. (2) The average number of alleles (Na), number of effective alleles (Ne), Shannon’s information index (I), expected heterozygosity (He) and observed heterozygosity (Ho) were 10.98, 5.85, 1.92, 0.79 and 0.55, respectively at population level. Comprehensive analysis suggested that Xinyuanxian population exhibits the highest level of genetic diversity, whereas the population of Gongliuxian exhibits the lowest level of genetic diversity. (3) The genetic differentiation coefficient (Fst) based onF-statistic and gene flow (Nm) were 0.05 and 5.26, respectively; Analysis of molecular variance showed that the most of the genetic variation within populations (95.4%), more than that among population (4.6%). (4) The genetic distance among population in Xinjiang wild apricot ranged from 0.06 to 0.49 with average of 0.24; the genetic identity among population in Xinjiang wild apricot ranged from 0.61 to 0.94 with average of 0.80. UPGMA cluster analysis and principal coordinates analysis (PCoA) showed that 4 populations could be divided into two clusters; The Mantel test showed that there was not a significant correlation between the genetic distance and geographic distance (r=0.332,P=0.16). All the results supported that the genetic diversity of wild apricot in Xinjiang was relatively abundant. Nevertheless, genetic differentiation and genetic distance was relatively lower, which resulted from the size of population, long historical evolution and frequent gene flow.

wild apricot; SSR; genetic diversity; genetic structure

1000-4025(2016)09-1757-07doi:10.7606/j.issn.1000-4025.2016.09.1757

2016-06-12;修改稿收到日期:2016-08-19

国家十二五课题支撑(2013BAD14B02)

包文泉(1988-)，男，在读博士研究生，主要从事经济林育种研究。E-mail: 48369742@qq.com

乌云塔娜，教授，博士生导师。主要从事经济林育种和林业生物技术研究。E-mail：tanatanann@163.com

Q346+.5; Q789

A