入侵种加拿大一枝黄花与本地种一枝黄花的生物学及生态学特征的比较研究

摘要

加拿大一枝黄花的无性繁殖能力也很强，地下茎每年可蔓延44.42±12.66 cm，每株可产生6.48±2.27个分株。一枝黄花无地下茎，只是通过分蘖方式进行无性繁殖，每株产生3.17±1.85个分株。和一枝黄花相比强大繁殖能力是加拿大一枝黄花成功入侵的原因之一。
　　3.通过加拿大一枝黄花和本地种一枝黄花水浸提溶液对六种受试植物萌发和幼苗生长的影响的研究发现，加拿大一枝黄花地下部分的化感作用比其地上部分以及一枝黄花的地下部分都强。加拿大一枝黄花较强的化感作用抑制了伴生物种的生长，形成优势群落。化感作用是加拿大一枝黄花成功入侵和扩散的强大武器，是其成功入侵的重要机制之一。
　　4.通过常规染色体制片技术，对入侵植物加拿大一枝黄花和同属本地种一枝黄花的染色体计数，并进行了核型分析。加拿大一枝黄花染色体数目为2n=54，核型公式为k(2n)=6x=54=46m+8sm(0-6SAT),核型类型为2A型；一枝黄花染色体数目为2n=18，核型公式为k(2n)=2x=18=16m+2sm(0-2SAT)，核型类型为1A型。加拿大一枝黄花是六倍体，携带大量重复基因，这些基因的表达使得它能够产生更多适应性状，表现出较强入侵性。多倍体是入侵植物特征，可能是加拿大一枝黄花入侵的内在机制。
　　5.选用12个随机引物对加拿大一枝黄花和一枝黄花各三个居群，每个居群16个个体的DNA进行ISSR-PCR扩增分析。加拿大一枝黄花12个引物共扩增检测到104个位点，多态位点百分比率（PPB）为95.19％，平均有效等位基因数(Ae)为1.5224，Nei’s基因多样性指数（He）为0.3085，Shannon信息指数(Ho)为0.4158，遗传分化系数（Gst）为0.1182，基因流（Nm）为3.7304，在总的遗传变异中，群体间的变异占1.35%，群体内变异则占98.65%。一枝黄花12个引物共扩增检测到98个位点，多态位点百分比率为89.8％，平均有效等位基因数（Ae）为1.4425，Nei’s基因多样性指数（He）为0.2491，Shannon信息指数(Ho)为0.3834。遗传分化系数（Gst）为0.1313，基因流（Nm）为3.3094。在总的遗传变异中，群体间的变异占8.52%，群体内变异则占91.48%。结果表明：加拿大一枝黄花具有很高的遗传多样性，并且高于一枝黄花；两种植物的遗传变异都主要存在于种群内。丰富遗传多样性使加拿大一枝黄花具备适应不同环境的能力，从而表现出较强的入侵性。这可能是加拿大一枝黄花入侵的分子机制。

目录

学位论文独创性声明

学位论文版权使用授权书

答辩

第一章 前言

1.1 生物入侵研究概述

1.1.1 生物入侵的概念

1.1.2 本地种和外来入侵种的标准

1.1.3 生物入侵的理论探讨

1.1.4 生物入侵的途径

1.1.5 生物入侵的危害

1.2 加拿大一枝黄花的研究概况

1.2.1 加拿大一枝黄花的生物学研究现状

1.2.2 加拿大一枝黄花分布

1.2.3 加拿大一枝黄花研究进展

1.2.4 本研究的意义

第二章 群落比较研究

2.1 材料与方法

2.2 结果

2.2.1 两种一枝黄花的伴生植物群落

2.2.2 两种一枝黄花群落的多样性

2.3 讨论

第三章 繁殖能力比较研究

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.2.1 个体生长发育规律

3.2.2 营养繁殖特性

3.2.3 有性繁殖

3.3 讨论

第四章 化感作用比较研究

4.1 材料和方法

4.1.1 水浸提溶液的制备

4.1.2 受体植物

4.1.3 种子萌发实验

4.2 结果与分析

4.2.1 加拿大一枝黄花水浸提溶液对种子萌发速率的影响

4.2.2 一枝黄花水浸提溶液对种子萌发速率的影响

4.2.3 加拿大一枝黄花水浸提溶液对受试植物根长的影响

4.2.4 一枝黄花水浸提液对受试植物根长的影响

4.2.5 加拿大一枝黄花水浸提溶液对受试植物苗高的影响

4.2.6 一枝黄花水浸提溶液对受试植物苗高的影响

4.2.7 水浸提溶液对受试植物影响的综合分析

4.3 讨论

第五章 细胞学比较研究

5.1 材料与方法

5.1.1 实验材料

5.1.2 材料处理及制片

5.2 实验结果

5.3 讨论

5.3.1 加拿大一枝黄花的倍性和随体

5.3.2 多倍体与生物入侵

第六章 遗传多样性比较研究

6.1 材料

6.2 方法

6.2.1 基因组总DNA 的提取

6.2.2 ISSR 反应体系及反应条件的优化

6.2.3 数据统计与处理

6.3 结果与分析

6.3.1 群体和物种水平上的遗传多样性

6.3.2 两种一枝黄花居群间遗传分化程度的比较分析

6.4 讨论

6.4.1 两种一枝黄花的遗传多样性

6.4.2 加拿大一枝黄花的遗传多样性与其入侵成功的关系

结论

参考文献

致谢

附:本人在读研期间发表的科研论文及获奖情况一览表