芦苇分子生态学研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 27次 | 上传用户:hades173053
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本文以黄河下游典型湿地类型的芦苇种群为研究对象,选取了从河口盐沼到内陆淡水湖泊、河流的14个芦苇种群(HS01~HS06、KD、GD、LZH、LJ、BZH、DLH、ZHG、DPH),并从淮河水系的南阳湖取一个淡水芦苇种群(NYH)作为对照。结合形态统计和RAPD、等位酶标记,分析了不同层次上种群形态、遗传变异的水平与模式,讨论了形态变异、遗传变异与主导生态因子的关系,以及形态变异与遗传变异的关系,进而讨论了研究区域芦苇种群的生态适应与生态型分化机制。 对来自每个种群的30个个体的基径、株高、中部叶长、中部叶宽、中部节间长、节间数、穗长7个形态特征的统计分析表明:各形态特征平均值在种群间的分布趋势相似,但变化幅度不同,株高、叶长等营养特征变化较大大,生殖特征穗长的变化较小;7个形态指标在种群内的平均变异度从大到小依次为中部节间长、中部叶宽、穗长、中部叶长、基径、节间数、株高,种群内的平均形态变异度与生境异质性有关;7个形态指标在种群间均差异显著,但多重比较分析显示显著差异主要存在于BZH、淡水生境种群和盐渍化生境种群之间,在相似生境种群间的形态差异不显著;以形态特征为依据的聚类分析支持将15个种群分为三类:盐生芦苇、淡水芦苇和巨型芦苇。 RAPD通过12个引物扩增到194个显性位点,有少部分位点表现出生境或种群特异性的分化,对8个酶系统的淀粉凝胶电泳共检测到17个位点,仅有IDH一个位点显示与生境相关的基因分化;RAPD检测到来自ZHG种群的一个克隆的10个分株(ramet)之间存在遗传变异,这是首次用RAPD检测到芦苇的体细胞变异;RAPD与等位酶分析均检测到芦苇种群内的遗传多样性水平和种群间的基因分化度高于同类物种的平均水平,但RAPD比等位酶检测到的遗传多样性指数和基因分化度指数偏高;RAPD在所有种群中均未检测到基因型完全相同的样本(克隆数=样本数),等位酶分析检测到的种群内的克隆数均少于样本数(克隆数<样本数);基于RAPD数据的聚类分析支持将15个种群分为盐生芦苇、淡水芦苇和巨型芦苇三类,基于等位酶数据的聚类分析支持将11个种群(HS01-LJ、DPH)分为盐生芦苇和淡水芦苇两类。 相关分析表明:种群内各形态特征的平均值均与水盐联合影响因子(WSF)显著负相关,但种群内形态变异系数与水盐联合影响因子普遍相关不显著;种群遗传多样性指数与水盐联合影响因子相关不显著,但部分生境倾向型的RAPD位点的显性频率和来自等位酶分析的克隆多样性水平与水盐联合影响因子显著相关;形态变异系数与遗传多样性指数相关不显著,但相关系数均为正值。以形态特征和遗传变异为基础的聚类分析均支持将研究的15个芦苇种群分为两类三个生态型:盐生芦苇和淡水芦苇是常见的优势类型,巨型芦苇仅有BZH一个种群。 在主导因子的量变范围内,可塑性可能是芦苇形态变异的主要原因,超过量变范围,可能产生有遗传基础的稳定的形态分化;种子繁殖和体细胞突变是芦苇种群遗传多样性产生的主要途径,杂合子的选择优势可能是遗传多样性维持的重要机制之一。
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