扇蕨属系统学和山蕨居群遗传多样性研究

	扇蕨属系统学和山蕨居群遗传多样性研究
	杜新宇
导师	成晓
关键词	扇蕨属系统学形态解剖叶绿体dna序列居群遗传多样性 Aflp
摘要	扇蕨Neocheiropteris palmatopedata (Bak.) Christ是中国特有的珍稀濒危蕨类植物，仅零星分布于云南中北部、贵州西部和四川西南部。自Christ H 1905年建立Neocheiropteris Christ属以来，不同的分类学者对本属的范畴以及系统位置一直存有争议，形态解剖学研究对本属范围的界定存在概念性的分歧，一些分子系统学研究虽然涉及到扇蕨，但都未能清晰地反映该属的范围以及与其近缘类群的亲缘关系，所以有必要对其系统学问题进行更深入的研究。由于自然和人为的原因，扇蕨的适宜生境正在逐渐丧失，分布区日益缩减，碎片化严重，若不加以保护就可能有面临灭绝的危险，但是我们对其遗传背景并不清楚，因而迫切需要开展保护遗传学方面的研究。为了探讨扇蕨属的系统学问题，本研究对扇蕨属和盾蕨属进行了形态解剖学观察，并对扇蕨属及其近缘类群共14个种的4个叶绿体DNA片段：rbcL、rpS4 & rpS4-trnS IGS、trnL intron & trnL-trnF IGS以及atpB & atpB-rbcL IGS进行测序，应用最大简约法、最大似然法和贝叶斯推断法对序列进行联合矩阵分析，并构建系统树。形态学和分子系统学结果都支持扇蕨属和盾蕨属的分立：形态学研究显示扇蕨属和盾蕨属叶被和侧脉特征迥异，支持扇蕨属和盾蕨属的分立，两属根状茎鳞片的共同特征则反映了两属间的紧密联系；分子系统学研究表明，扇蕨属与毛鳞蕨属和鳞果星蕨属构成姐妹群，其集合与盾蕨属构成姐妹群。扇蕨属包括扇蕨和三出扇蕨，且首次结合形态解剖学和分子系统学证据对三出扇蕨的系统位置进行了初步探讨。为了揭示扇蕨的遗传多样性状况和环境适应能力，从而为制定该种的保护策略提供科学依据，本研究采用AFLP分子标记方法，分析了8个扇蕨居群共122个个体的遗传多样性水平和遗传结构。两对选择性扩增引物组合共产生263个位点，其中256个位点为多态位点，总的多态位点百分率（PPB）为97.34%。分析结果表明，扇蕨具有较高的遗传多样性水平 (Ht = 0.2530, Hs = 0.2311, I = 0.3914) 和极低的居群间遗传分化(GST = 0.0867, ΦPT = 0.0590, (Hsp-Hpop) /Hsp = 0.0989)，各个居群的遗传多样性水平相差不大。这可能与扇蕨的远交特性，具有营养繁殖和有性生殖两种繁衍途径，以及古多倍化有关。UPGMA法进行聚类分析和主坐标分析（PCoA）显示，8个扇蕨居群之间的遗传分化程度很低；Mantel检测表明，扇蕨居群的地理距离和Nei’s遗传距离的相关性是不显著的，随着地理距离的增大，遗传距离的增加非常缓慢。这可能是由于扇蕨起源时间较短，分布区尚未扩展开，因而居群间分化程度很低。濒危原因及保护策略：其濒危原因可能是进化历史短，分布区狭窄；有性生殖对水依赖性强，现代气候环境的干旱化和人为导致的适宜生境碎片化致使其难以更新和扩展种群。建议对生境条件好的居群进行就地保护，同时对生境破坏严重的居群进行迁地保护。
语种	中文
	2011-05
学位授予单位	中国科学院研究生院
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/16899
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	杜新宇. 扇蕨属系统学和山蕨居群遗传多样性研究 [D]. 中国科学院研究生院,2011.

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