三种沙蒿的亲缘关系与遗传分化

摘要

差不嘎蒿(A.halodendron Turcz.ex Bess)、褐沙蒿(A.intramongolica H.C.Fu)和黑沙蒿(A.ordosica Krasch.)均是菊科蒿属的半灌木，是干旱区重要的固沙植物，也是荒漠植被中的主要建群种和优势种，在荒漠区的生态环境保护中发挥着极其重要的作用。三种沙蒿亲缘相近，形态特征十分相似，对三种沙蒿间亲缘关系的研究，可更加深入地了解龙蒿组种间的亲缘演化关系，为其种间的分类提供更多分子水平上的依据。本文利用ISSR技术结合解剖特征及与环境因子的关系，对三种沙蒿进行研究，结果如下： 1.三种沙蒿均具有高的遗传多样性，不仅表现在物种水平而且表现在种群水平上。种群水平，多态位点百分率为褐沙蒿>黑沙蒿>差不嘎蒿，物种水平的顺序与种群水平一致，但三种沙蒿的值非常接近，褐沙蒿略高。从Nei基因多样度与香农多样性指数看，物种水平与种群水平均为差不嘎蒿>黑沙蒿>褐沙蒿，与多态位点百分率的顺序相反，说明差不嘎蒿的多态性低但均匀性高，褐沙蒿则相反。三种沙蒿的基因分化系数为差不嘎蒿Gst=0.1041、褐沙蒿Gst=0.0757、黑沙蒿Gst=0.0768，表明三个种均是绝大部分的遗传变异存在于种群内。 2.三种沙蒿17个地理种群的聚类分析显示，以种为单位聚为三大支，同一物种的各种群均能聚到一起，反映出三个种具有一定的分化。从种间关系来看，黑沙蒿5个种群构成的一大支首先与褐沙蒿的7个种群构成的大支相聚，然后再与差不嘎蒿5个种群的大支聚到一起，表现出黑沙蒿与褐沙蒿关系更为密切，物种水平上的聚类显示了同样的结果。 3.由解剖特征可知，三种沙蒿的叶及营养枝的解剖结构特征一致，反映了它们之间较近的亲缘关系。上下表皮的角质层均较厚，栅栏组织与海绵组织的比值较大，说明了三种沙蒿较强的抗旱能力。 4.差不嘎蒿、黑沙蒿的营养枝及叶解剖结构与环境因子的相关性分析显示，随着年降水量的降低，差不嘎蒿的叶上表皮角质层呈变厚的趋势，即叶上表皮角质层随干旱而变厚，以减少水分的散失。从叶下表皮角质层来看，差不嘎蒿随寒冷指数降低而变厚，黑沙蒿则随极低温的下降而增厚，表现出两种植物的叶下表皮角质层均随低温而增厚，叶厚也有同样的趋势，黑沙蒿叶厚随年均温的降低而增厚。差不嘎蒿栅栏组织厚度随着生长季降水量的减小而增大，髓茎比随着湿润指数的增大而增大，均体现出对水份的适应性。黑沙蒿营养枝基部直径则与最暖月温度有关，呈现正相关关系。再有，对于两种植物均表现出随温和度减小，营养枝皮层厚度增大，即表现出寒冷使皮层增厚。从决定系数(R2)来看，只有差不嘎蒿叶上表皮角质层与年降水、黑沙蒿营养枝基部直径与最暖月平均温度的R2值高，表明在这两个方面反映出的规律性强。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章综述

1.1蒿属植物概况

1.2三种沙蒿的研究现状

1.2.1区系地理学方面的研究

1.2.2生态学方面的研究

1.2.3比较形态与解剖学方面的研究

1.2.4化学成分方面的研究

1.2.5染色体与核型分析方面的研究

1.2.6分子水平的研究

1.3分子标记技术的研究方法

1.3.1 RFLP(Restriction Fragment Polymorphism)限制片断长度多态性

1.3.2 SSR(Simple Sequence Repeats)简单重复序列

1.3.3 RAPD(Random amplified Polymorphism DNA)随机扩增多态性DNA

1.3.4 ISSR(Inter-Simple Sequence Repeats)简单序列重复区间

1.3.5 单核苷酸多态性(single nuclection polymorphism,SNP)

1.3.6 AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphism)扩增片断长度多态性

1.4研究目的及意义

第二章研究方法

2.1取样方法

2.2测定内容和方法

2.2.1 ISSR分析

2.2.2解剖特征的测定

2.2.3气象数据的搜集及相关指标的计算

第三章遗传多样性与遗传分化

3.1各个种的遗传多样性与遗传分化

3.1.1差不嘎蒿

3.1.2褐沙蒿

3.1.3黑沙蒿

3.2种间遗传多样性与遗传分化的比较

3.3讨论

第四章三种沙蒿的亲缘关系分析

4.1亲缘关系的ISSR分析

4.1.1多态性分析

4.1.2特有带分析

4.1.3种间遗传一致度与遗传距离

4.1.4聚类分析

4.2讨论

第五章解剖特征的比较及与环境因子的关系

5.1三种沙蒿解剖结构的特征

5.1.1差不嘎蒿

5.1.2褐沙蒿

5.1.3黑沙蒿

5.2解剖特征与环境因子的关系

5.2.1差不嘎蒿解剖特征的变化与环境因子的关系

5.2.2黑沙蒿解剖特征的变化与环境因子的关系

5.3讨论

主要结论

参考文献

附录

致谢