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高山垫状植物群落生长在气候极端恶劣、土壤极端贫瘠的环境中,对全球气候变化非常敏感,它在高山生态系统物种多样性的形成、稳定性与功能的维系等方面均发挥着重要的作用,因而研究高山垫状植物群落形成机制与功能有着重大的科学价值。囊种草(Thylacospermum caespitosum)是一种典型的垫状植物,本研究采用AFLP分子标记和叶绿体DNA序列标记对囊种草4个天然种群的遗传多样性和谱系地理学进行了研究,旨在探讨囊种草的遗传多样性和地理分布规律,进一步探讨其群落的形成机制与功能。主要研究结果如下:(1)通过野外实验,采集到了在高山生态系统中具有代表性的垫状植物囊种草的样本,采集自4个居群共56个个体。四个居群分别为甘肃老虎沟(GL)、甘肃石包城(GS)、新疆一号冰川(XJ)和青海兴海县(QH)。(2)阐明了囊种草天然种群的遗传多样性及其居群间的亲缘关系。通过AFLP选择性扩增筛选出8对引物组合,利用这8对引物对4个囊种草天然种群的38个个体进行扩增分析,扩增结果共扩增出888条谱带,平均每对引物扩增出111条谱带,其中多态性带为824条,占总谱带数的92.79%。遗传多样性最高的居群为甘肃老虎沟居群(GL),其Nei’s多样性指数(h)和Shannon’s指数(Ⅰ)分别为h=0.0.2298,1=0.3462;而遗传多样性最低的居群为青海兴海县居群(QH),其 Nei’s 多样性指数(h)和 Shannon’s 指数(Ⅰ)为 h=0.1392,I=0.2082。遗传分化系数(Gst)为0.3384,即表明在总的遗传变异中有33.84%的变异存在于种群间,66.16%的变异存在于种群内,说明种群内个体间的分化程度较高。基因流(Nm)为1.0051,说明种群间存在一定程度的基因交流,避免由遗传漂变造成的种群间的分化。在4个囊种草居群间的遗传一致度在0.7051-0.9314之间,4个居群中间都存在一定的遗传变异,其中青海居群与其他三个居群亲缘关系较远,两个甘肃居群亲缘关系很近。用UPGMA进行聚类分析,可将4个居群的囊种草分为三支,甘肃的两个居群聚成一支,新疆的居群一支,与甘肃居群关系较近,青海的居群为一支。(3)揭示了囊种草cpDNA变异的谱系地理结构特征,发现遗传变异以居群间的分布为主。对4个居群56个个体囊种草的两个叶绿体片段rps16和psbB-psbH进行扩增和测序,分别得到2种单倍型和4种单倍型,合并两段基因片段,得到4种单倍型,6个变异位点。PERMUT软件计算分析得出囊种草的cpDNA变异的谱系地理结构显著。AMOVA分析揭示了囊种草的遗传变异以居群间的分布为主。得出的单倍型网络关系图和贝叶斯分析将囊种草的4种cpDNA单倍型划分为2个谱系分支,其中H1、H2为一支(谱系分支Ⅰ),H3、H4为一支(谱系分支Ⅱ)。三种中性检验均为正值,说明整体上囊种草在其进化历史上可能经历过种群收缩。综上所述,本研究通过对高山垫状植物囊种草遗传多样性和地理分布规律的认识,进一步揭示了囊种草的生态分布规律及其适应极端环境的分子进化机制,为高山垫状植物群落多样性的形成与维持和高山生态环境保护提供了科学依据,具有重要的理论意义和实践价值。