猪毛菜与盐碱土互作的景观遗传学研究

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荒漠-绿洲复合体系是西北干旱区独特生态体系,绿洲作为复合体中特殊的组分,生态系统极度脆弱。受自然历史条件的影响,本区面临绿洲荒漠化,土壤盐渍化,植物资源生境改变等生态问题。人类活动加剧了景观的破碎化,造成盐碱地和盐渍化弃耕地斑块化,植物生境片断化。破碎化造成植物遗传多样性发生改变,景观遗传学强调景观格局和环境梯度对种群遗传结构的影响。据此,在绿洲盐渍化背景下,本文选取典型盐生植物——费尔干猪毛菜(Salsola ferganica Drob.)为研究材料,对玛纳斯河流域14个居群的植物样本10个表型遗传性状和种子萌发力测定,结合研究区景观特征和主要土壤环境要素,研究玛纳斯绿洲区费尔干猪毛菜与盐碱土的互作效应,以期引起有关机构对本区景观破碎化产生后果的重视和加强盐生植物保护研究。结果表明:  1、玛纳斯绿洲位于玛纳斯河流域中游及下游区域,根据土地利用/覆盖类型,本区景观组分有耕地、草地、林地、建设用地、水域、沙地和盐碱地。其中,耕地和沙地分别是中游和下游基质,盐碱地受人类活动影响以较高破碎化程度镶嵌在基质中间。  2、对本区猪毛菜分布14个居群生境的土壤理化性质进行测定,结果显示:研究区内土壤盐渍化程度普遍较高,pH值偏碱性。土壤水分条件中147的六户地、142团场等三个采样区的土壤表层含水量都超过15%,而西岸渠和121沙地的土壤表层含水量低于6%,这与两地的地形和地质状况相关。土壤肥力指标与采样区植被分布密切相关。  3、对14个居群的费尔干猪毛菜的主根长、主茎长、基茎分枝、茎节数、果数/果穗长、地下重、地上重、花被直径、基茎直径、果实重等10个表型性状进行统计分析,结果显示:主根长、地下重和基茎直径三个表型性状密切相关,居群内各性状变异程度以中等为主,居群间14个居群费尔干猪毛菜的10个表型性状变异程度均为中等强度的变异,平均变异率为27%。主成份分析显示主茎长、茎节数、果数/果穗长、地下重、地上重等5个表型性状是引起研究区费尔干猪毛菜表型分化的主要因子。  4、对14个居群的猪毛菜种子萌发生理试验结果显示:不同居群的种子萌发过程和萌发力及幼苗生长指数差异较大。其中,147团六户地(LHD)、147团11连(147)、142团五营(142-1)、142团30连(142-2)、红光12连(HG)等居群的萌发率、发芽势、发芽指数和幼苗生长指数较高。蘑菇湖(MGH)、西岸渠(XAQ)、136团(136)等居群的发芽势为0,这几个居群的种子发芽率、发芽指数、幼苗生长指数也较低。  综合分析猪毛菜表型遗传性状分化特点和研究区景观格局及环境梯度,猪毛菜对其生境的土壤理化性质影响明显;反之,景观破碎化和环境要素的异质性对猪毛菜遗传分化贡献突出。
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