栌菊木的遗传多样性和系统发育地理学研究
栾珊珊
学位类型硕士
导师龚洵
2006-06-16
学位授予单位中国科学院昆明植物研究所
学位授予地点昆明植物研究所
学位专业植物学
关键词栌菊木 Issr Cpdna 遗传变异 遗传分化 系统发充地理学
摘要本文综合多种学科的研究手段,将野外调查、分子标记ISSR和对叶绿体DAN片段测序的方法相结合,来检测菊科帚菊木族单型属植物栌菊木的遗传多样性,澄清其遗传结构,阐述了遗传变异在居群内和居群间的分布情况,为对该种制定有效的保护策略提供了科学依据。同时,根据以上结果探讨了栌菊木的系统发育地理问题,为对该种的起源及演化历史推断提供重要参考,并为其迁移途径及环境变迁等方面的研究积累有益资料。 本研究利用ISSR分子标记对栌菊木13个自然居群的220个个体的研究得到以下结果:P=65.05%,A=1.65,Ho=0.1491,He=0.2158。这些参数表明栌菊木有较高的遗传多样性。对金沙江和南盘江两个流域的遗传多样性分别进行分析得两个流域的多态位点百分数分别为62.14%和46.60%,有效等位基因数Ne分别为1.3937(0.3828)和1.3228(0.3897),栌菊木在金沙江流域的遗传多样性明显高于南盘江流域。尽管两个流域之间的地理距离最小的地方也有将近300公里,并且存在很多地理障碍,但是它们之间的基因流值高达3.3130,遗传分化系数Gst仅0.0712,说明两个流域之间没有形成显著的遗传分化。这种遗传变异的分布格局说明栌菊木可能是由金沙江流域扩散到南盘江流域,现在的基因流值代表的应该是过去的基因交换情况,而不能代表现在。 从以上13个居群中分别随机选取了4-11个,对其叶绿体DNA的rpl16内含子的测序结果为:从所有的84个个体中共发现11种单倍型,其中南盘江流域只2种,除去与南盘江流域共有的一种,所有的其它8种均为金沙江流域某一或某几个居群特有。单倍型多态性h=0.4716,核苷酸多态性Dij=0.000780。这些结果比绝大多数cpDNA的检测结果都低,表明栌菊木的cpDNA在演化过程中可能经历了居群统计学问题,如瓶颈效应等,导致部分遗传多样性的丢失,但是ISSR检测到的相对高的遗传多样性不支持这种假设,因为这种外间的进化力量应该对细胞器基因和核基因具有相似的效应,而不可能只影响其中的一个。所以更可能的原因是栌菊木是一个较为年轻的种,加之叶绿体基因进化速率比较慢,在基进化过程中还未能积累更多的遗传变异。AMOVA 分析结果表明,只有3.74% 的遗传变异分布在两个流域之间,而绝大部分的遗传变异(68.81%)都分布在居群内部。从单倍型的分布来看,几个特有的单倍型集中分布在几个居群中,如宾川、大姚和元谋各有4个单倍型,其中Hb和Hh为宾川居群特有,Hf和 Hj为大姚居群特有,Hc和Hd为元谋居群所特有,而这三个相邻的居群其地理位置几乎处于同一条直线上,所以可以推测,这三个居群所处的地区(加上攀枝花等地)有可能是栌菊木的起源中心。 两种方法的研究结果均表明,金沙江流域的遗传多样性比南盘江流域高得多,前者几乎可以完全覆盖后者的遗传多样性,两个流域之间也没有形成显著的遗传分化。可以推断,金沙江流域可能是栌菊木的冰期避难所或是其起源中心,随着其后来生境的扩张,由于偶然因素才进入到南盘江流域,而在新到达的生境中可能发生过遗传漂变作用,导致部分叶绿体基因遗传多样性的丧失,因而在许多居群中只检测到一种单倍型。 以上结论对于为横断山区特有种的区系演化提供了个例,为探讨该地区相关类群的演化历史轨迹提供了参考,为加强该地区生物多样性管理的科技投入提供了进一步的理论支持。
页数67
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/116
专题昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
栾珊珊. 栌菊木的遗传多样性和系统发育地理学研究[D]. 昆明植物研究所. 中国科学院昆明植物研究所,2006.
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