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铁皮石斛Dendrobium officinale 和齿瓣石斛.Dendrobium devonianum是我国传统名贵中药材,本文以铁皮石斛4个居群和齿瓣石斛6个居群为材料,应用DAIP技术和ITS测序技术对其遗传多样性进行了初步分析,以期为这两种石斛的保护和可持续利用提供有价值的基础资料和理论依据。同时,尝试了用这两种方法来分析铁皮石斛与齿瓣石斛的多态性和多型性,探索鉴定铁皮石斛与齿瓣石斛不同地理种源的方法。研究结果如下:
对铁皮石斛4个居群和齿瓣石斛6个居群以及1个金钗石斛居群进行DAIP分析,筛选出5组DALP专用引物进行扩增,得到397条清晰条带,其中多态条带389条,多态位点百分比PPB为97.98%,平均每个引物扩增条带数为79.4。铁皮石斛4个居群总的PPB为65.99%,平均为22.36%;总的观察等位基因数Na为1.6599,平均为1.2236;总的有效等位基因Ne为1.3012,平均为1.1259;总的Shannon多样性指数I为0.2809,平均为0.1127;总的Neis基因多样性指数日为0.1817,平均为0.0745;基因多样性指数Ht为O.1817,居群内多样性指数Hs为0.0745,居群间基因分化系数Gst为0.5899,表明所研究的铁皮石斛约有58.99%的遗传变异来自居群间,41.01%来自居群内,即居群间分化剧烈。
齿瓣石斛6个居群总的PPB为84.13%,平均为36.27%;总的观察等位基因数Na为1.8413,平均为1.3627;总的有效等位基因Are为1.3278,平均为1.2043;总的Shannon多样性指数J为0.3354,平均为0.1828;总的Neis基因多样性指数日为0.2105,平均为0.1209;基因多样性指数Ht为0.2105,居群内多样性指数Hs为0.1209,居群间基因分化系数Gst为0.4257,表明齿瓣石斛约有42.57%的遗传变异来自居群间,57.43%来自居群内,其居群间分化也十分突出。UPGMA聚类分析显示齿瓣石斛各居群的亲缘关系与地理位置没有相关性。
以金钗石斛为对比,对铁皮石斛3个居群和齿瓣石斛6个居群进行ITS序列测序,通过ClustalX软件进行比较分析。结果显示铁皮石斛的广南居群和广西居群其ITS序列长度为635bp,且2个居群仅在ITS2区有1个碱基的差异,而江西居群则长638 bp。齿瓣石斛ITS序列长度均为641bp,齿瓣石斛6个居群在整个ITS区有3个碱基的差异,说明铁皮石斛和齿瓣石斛的种内变异很小。ITS1和ITS2存在不同程度的种间遗传变异,证明ITS测序适用于进行石斛的种质鉴定。调查发现,灭绝性采集、生境破坏及片断化、物种自身对生境要求严格、生长缓慢、有性生殖效率不高等,是造成铁皮石斛与齿瓣石斛濒危的原因。对此本文提出了就地保护和迁地保护的对策和措施。由于铁皮石斛居群间分化剧烈,齿瓣石斛居群间分化也十分突出,因此迁地保护时要尽可能多地收集不同地理来源居群的植株进行繁殖,以便在最大程度上保护这两种药用植物的遗传多样性,逐步恢复其野生居群规模和数量;同时,为将来实施GAP种植提供足够丰富的品种。