Influence of ecological factors on the genetic diversity of the population of Akebia trifoliata and Akebia quinata

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20220907

Abstract

Abstract:

Genetic diversity of 34 species of Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz and Akebia quinata (Thunb.) Decne from seven regions in Zhejiang Province was analyzed using inter simple sequence repeat (ISSR) amplification technology and rDNA internal transcribed spacer (ITS) sequence analysis technology.The results showed that the cluster analysis of Akebia quinata (Thunb.) Decne was significantly correlated with altitude, but less correlated with the soil organic matter content and pH value. The 15 primers selected were used in the ISSR analysis for Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz to obtain 265 DNA bands, of which 98.49% bands were polymorphic. The cluster analysis indicated that Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz from the same region could be classified as one cluster respectively. And the genetic differences were significant in different regions. The mean Nei's gene diversity index(h) of Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz was 0.503 3 and Shannon's information diversity index(I) was 0.689 0, which showed rich genetic diversity of Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz. The correlation analysis showed that it wasn't significantly correlated between the three ecological factors of altitude, soil organic matter content and pH value and genetic diversity of Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz. In summary, rDNA ITS sequence analysis and ISSR molecular marker were applied separately to genetic diversity analysis of Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz and Akebia quinata (Thunb.) Decne. The study indicates that altitude was significantly correlated with genetic diversity of Akebia quinata (Thunb.) Decne. Genetic diversity of Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz wasn't significantly correlated with altitude, soil organic matter content and pH value, but genetic differences of Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz in different regions was significant.

Key words: Akebia trifoliata, Akebia quinata, ITS, ISSR, ecological factors, genetic diversity

CLC Number:

S326

TANG Tengyue, YU Keda, WANG Jiaqi, FAN Chaoyang. Influence of ecological factors on the genetic diversity of the population of Akebia trifoliata and Akebia quinata[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2024, 65(1): 66-72.

Figures/Tables 7

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样品编号	样品种名	采集地点	采集纬度/(°)	采集经度/(°)	海拔/m	有机质含量/%	pH值
Bs1w	五叶木通	金华北山	29.12.24.72	119.37.20.26	413	12.22	6.42
Bs3s	三叶木通	金华北山	29.12.20.16	119.37.19.42	446	—	—
Bs5s	三叶木通	金华北山	29.12.27.84	119.37.29.37	547	22.17	6.88
Bs6s	三叶木通	金华北山	29.12.29.08	119.37.29.11	550	—	—
Pa1s	三叶木通	磐安大盘山	28.58.32.58	120.31.22.53	1 119	—	—
Pa2s	三叶木通	磐安大盘山	28.58.27.50	120.31.22.26	1 076	13.72	4.90
Pa3s	三叶木通	磐安大盘山	28.58.25.43	120.31.44.09	973	19.98	4.81
Pa4s	三叶木通	磐安大盘山	28.58.41.66	120.32.05.05	776	15.25	4.93
Pa6w	五叶木通	磐安大盘山	28.59.03.02	120.32.20.46	620	13.66	4.80
Pa7s	三叶木通	磐安大盘山	28.58.48.67	120.32.24.52	705	10.91	5.71
Pa9s	三叶木通	磐安大盘山	28.59.05.51	120.32.21.17	606	11.21	5.23
Pa10s	三叶木通	磐安大盘山	28.59.01.38	120.32.21.69	628	18.83	4.63
Xt1s	三叶木通	杭州西天目山	30.20.47.20	119.27.05.20	285	6.73	5.73
Xt2s	三叶木通	杭州西天目山	30.21.52.98	119.26.12.17	456	—	—
Xt3s	三叶木通	杭州西天目山	30.22.13.13	119.25.22.43	625	—	—
Xt5-2w	五叶木通	杭州西天目山	30.22.09.94	119.24.52.16	737	14.96	5.03
Xt6w	五叶木通	杭州西天目山	30.19.02.14	119.29.05.42	89	34.62	5.90
Xt8s	三叶木通	杭州西天目山	30.18.59.35	119.29.13.69	87	—	—
Xt9w	五叶木通	杭州西天目山	30.18.59.35	119.29.13.69	87	28.64	5.15
Yd1s	三叶木通	温州雁荡山	28.21.15.63	121.02.28.15	681	38.08	5.05
Yd2s	三叶木通	温州雁荡山	28.21.15.51	121.02.21.88	800	21.34	5.14
Yd3s	三叶木通	温州雁荡山	28.21.19.65	121.02.24.84	900	29.34	5.11
Yd4w	五叶木通	温州雁荡山	28.21.25.51	121.02.58.17	334	15.35	5.65
Wy1s	三叶木通	泰顺乌岩岭	27.42.47.98	119.39.25.90	989	31.57	5.33
Wy2s	三叶木通	泰顺乌岩岭	27.42.54.28	119.39.24.42	1 052	18.21	5.34
Wy3s	三叶木通	泰顺乌岩岭	27.42.57.92	119.39.28.26	1 110	16.32	4.94
Gt1s	三叶木通	开化古田山	29.16.20.88	118.04.47.51	484	—	—
Gt2s	三叶木通	开化古田山	29.16.19.20	118.04.39.35	529	5.49	5.58
Gt3s	三叶木通	开化古田山	29.16.16.21	118.04.30.34	589	7.82	5.53
Gt4s	三叶木通	开化古田山	29.16.14.81	118.04.26.17	640	4.41	5.36
Gt5s	三叶木通	开化古田山	29.16.41.28	118.04.09.03	718	4.40	5.42
Zs4w	五叶木通	丽水龙泉市	28.05.42.08	119.04.04.74	470	15.77	5.71
Zs6w	五叶木通	丽水龙泉市	28.07.40.51	119.04.15.43	808	4.46	6.24
Zs7	鹰爪枫	丽水龙泉市	28.06.40.55	119.04.15.45	800	5.56	6.15

样品编号	样品种名	采集地点	采集纬度/(°)	采集经度/(°)	海拔/m	有机质含量/%	pH值
Bs1w	五叶木通	金华北山	29.12.24.72	119.37.20.26	413	12.22	6.42
Bs3s	三叶木通	金华北山	29.12.20.16	119.37.19.42	446	—	—
Bs5s	三叶木通	金华北山	29.12.27.84	119.37.29.37	547	22.17	6.88
Bs6s	三叶木通	金华北山	29.12.29.08	119.37.29.11	550	—	—
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Pa4s	三叶木通	磐安大盘山	28.58.41.66	120.32.05.05	776	15.25	4.93
Pa6w	五叶木通	磐安大盘山	28.59.03.02	120.32.20.46	620	13.66	4.80
Pa7s	三叶木通	磐安大盘山	28.58.48.67	120.32.24.52	705	10.91	5.71
Pa9s	三叶木通	磐安大盘山	28.59.05.51	120.32.21.17	606	11.21	5.23
Pa10s	三叶木通	磐安大盘山	28.59.01.38	120.32.21.69	628	18.83	4.63
Xt1s	三叶木通	杭州西天目山	30.20.47.20	119.27.05.20	285	6.73	5.73
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Xt3s	三叶木通	杭州西天目山	30.22.13.13	119.25.22.43	625	—	—
Xt5-2w	五叶木通	杭州西天目山	30.22.09.94	119.24.52.16	737	14.96	5.03
Xt6w	五叶木通	杭州西天目山	30.19.02.14	119.29.05.42	89	34.62	5.90
Xt8s	三叶木通	杭州西天目山	30.18.59.35	119.29.13.69	87	—	—
Xt9w	五叶木通	杭州西天目山	30.18.59.35	119.29.13.69	87	28.64	5.15
Yd1s	三叶木通	温州雁荡山	28.21.15.63	121.02.28.15	681	38.08	5.05
Yd2s	三叶木通	温州雁荡山	28.21.15.51	121.02.21.88	800	21.34	5.14
Yd3s	三叶木通	温州雁荡山	28.21.19.65	121.02.24.84	900	29.34	5.11
Yd4w	五叶木通	温州雁荡山	28.21.25.51	121.02.58.17	334	15.35	5.65
Wy1s	三叶木通	泰顺乌岩岭	27.42.47.98	119.39.25.90	989	31.57	5.33
Wy2s	三叶木通	泰顺乌岩岭	27.42.54.28	119.39.24.42	1 052	18.21	5.34
Wy3s	三叶木通	泰顺乌岩岭	27.42.57.92	119.39.28.26	1 110	16.32	4.94
Gt1s	三叶木通	开化古田山	29.16.20.88	118.04.47.51	484	—	—
Gt2s	三叶木通	开化古田山	29.16.19.20	118.04.39.35	529	5.49	5.58
Gt3s	三叶木通	开化古田山	29.16.16.21	118.04.30.34	589	7.82	5.53
Gt4s	三叶木通	开化古田山	29.16.14.81	118.04.26.17	640	4.41	5.36
Gt5s	三叶木通	开化古田山	29.16.41.28	118.04.09.03	718	4.40	5.42
Zs4w	五叶木通	丽水龙泉市	28.05.42.08	119.04.04.74	470	15.77	5.71
Zs6w	五叶木通	丽水龙泉市	28.07.40.51	119.04.15.43	808	4.46	6.24
Zs7	鹰爪枫	丽水龙泉市	28.06.40.55	119.04.15.45	800	5.56	6.15

居群	Xt9w	Xt6w	Yd4w	Bs1w	Zs4w	Xt5-2w
Xt9w
Xt6w	0
Yd4w	0.002 6	0.002 6
Bs1w	0.001 3	0.001 3	0.001 3
Zs4w	0.002 6	0.002 6	0.002 6	0.001 3
Xt5-2w	0.005 2	0.005 2	0.005 2	0.003 9	0.005 2
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居群	Xt9w	Xt6w	Yd4w	Bs1w	Zs4w	Xt5-2w
Xt9w
Xt6w	0
Yd4w	0.002 6	0.002 6
Bs1w	0.001 3	0.001 3	0.001 3
Zs4w	0.002 6	0.002 6	0.002 6	0.001 3
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Zs6w	0.005 2	0.005 2	0.002 6	0.003 9	0.005 2	0.007 8

种群	样本数	多态位点数	多态位点百分率/%	Nei's基因多样性指数(h)	Shannon's信息指数(I)
Bs	2	70	49.26	0.250 0	0.346 6
Gt	4	109	70.32	0.208 3	0.303 0
Pa	7	111	68.52	0.367 3	0.549 7
Wy	3	88	59.06	0.148 1	0.212 2
Xt	4	102	66.23	0.416 7	0.605 9
Yd	2	68	55.13	0.250 0	0.346 6
种间	22	261	98.49	0.689 0	0.495 9