北京板栗种群的遗传多样性与进化历史研究

野生种群是重要的种质资源,了解本地野生种群和栽培种群之间的遗传多样性和群体演化有助于野生种群的科学保护和可持续利用.本研究基于北京板栗自然与栽培分布区,采集5个栽培种群和1个野生种群共93份种质的叶片,并采集湖北宜昌1个种群(作为外群)共16份种质的叶片,筛选16对微卫星SSR引物分析板栗种群的遗传多样性和进化历史.结果表明北京板栗种群的遗传多样性相对较高,其中红螺寺野生板栗种群的遗传多样性高于其他种群.板栗各种群之间有明显的遗传分化(Fst=0.232),基因交流频率较低(Nm=0.547).分子生物学方差分析(AMOVA)分析表明板栗种群内的遗传变异(57.70％)大于群体之间(42.30％).群体遗传结构分析显示,宜昌板栗种群明显区别于北京板栗种群,北京板栗分为两组,红螺寺野生种群单独为一组,明代板栗园古树种群和其他栽培种群聚为一组,说明北京栽培板栗可能来自于明代板栗园古树种群.非加权组平均法聚类分析(UPGMA)、主坐标分析(PCoA)和主成分分析(PCA)结果均支持群体遗传结构结果.Treemix分析结果显示从宜昌种群到北京种群发生过历史基因交流,说明板栗从华中地区向北迁移的路线.种群历史结果表明,北京种群在大约8.3万年前从宜昌种群种分化出来,北京本地野生种和栽培种的分化时间大约在3.2万年前.本研究结果支持板栗由华中向北迁移的假说,栽培种的驯化降低了北京板栗种质资源的遗传多样性,北京板栗野生种和栽培古树保留了高的遗传多样性,应该优先得到保护.