棱果沙棘自然杂交带杂种和亲本居群的克隆结构和克隆繁育适合度比较研究

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杂交是被子植物重要的进化机制,是当今植物进化生物学领域的热点问题。两个同域分布的物种形成的杂交带内亲本和杂种后代适合度的研究对揭示杂交带的维持机制和进化动态有着重要意义。沙棘属植物是群落演替的先锋物种,兼有很强的克隆繁殖能力,因此具有重要的生态效益和经济价值。繁殖特性是植物适合度的重要方面,自然杂交带上杂种及其亲本的克隆繁殖适合度对杂交带的进化有重要影响。本文利用SSR分子标记对青海祁连拱北湾、八宝河滩和小东草沟3个自然杂交带中杂交种棱果沙棘及其亲本中国沙棘、肋果沙棘居群的克隆结构和克隆繁殖适合度进行了比较研究,以期为揭示棱果沙棘自然杂交带的维持机制和进化动态提供依据。主要结果及结论如下：
　　⑴棱果沙棘及其亲本居群遗传多样性。棱果沙棘自然杂交带上,中国沙棘 Nei’s基因多样性(h)和 ShannoN's多样性信息指数(I)分别为0.0487~0.3220和0.0987~0.4769;肋果沙棘Nei’s基因多样性(h)和ShannoN's多样性信息指数(I)分别为0.1178~0.2252和0.1982~0.3585;棱果沙棘Nei’s基因多样性(h)和ShannoN's多样性信息指数(I)分别为0.0805~0.2951和0.1418~0.4455。总体上3个类群表现出的遗传多样性并不低。杂交种棱果沙棘居群遗传多样性并没有明显的高于或低于两亲本。
　　⑵棱果沙棘及其亲本居群克隆结构和克隆多样性。3个自然杂交带棱果沙棘及其亲本居群克隆大小及分株距离表现出一定差异。中国沙棘3个居群克隆大小为1.0~8.5,分株距离为3.3~13.4m;肋果沙棘居群克隆大小为1.6~1.8,分株距离为3.5~7.0m;棱果沙棘居群克隆大小为1.5~3.5,分株距离为1.4~7.0m。除八宝河滩杂交带棱果沙棘克隆大小低于两亲本,小东草沟棱果沙棘分株距离低于两亲本之外,杂交种棱果沙棘局群内克隆大小和分株距离高于两亲本。杂交种棱果沙棘及其亲本居群克隆多样性水平也存在差异,总体上3个杂交带上棱果沙棘及其亲本居群克隆多样性并不高。中国沙棘居群不同基因型比率(G/n)为0.12~1.00,SimpsoN's多样性指数(D)分别为0.495~1.000;肋果沙棘居群不同基因型比率(G/n)为0.35~0.63, SimpsoN's多样性指数(D)分别为0.919~0.988;棱果沙棘居群不同基因型比率(G/n)为0.29~0.67,SimpsoN's多样性指数(D)分别为0.835~0.995。除过八宝河滩杂交带棱果沙棘居群克隆多样性高于两亲本外,棱果沙棘居群克隆多样性基本低于两亲本。
　　⑶棱果沙棘自然杂交带杂种及其亲本克隆繁殖适合度。通过对3个棱果沙棘自然杂交带上杂种及其亲本克隆繁殖适合度对比研究发现:除过八宝河滩杂交带棱果沙棘克隆大小和小东草沟棱果沙棘分株距离低于两亲本,八宝河滩杂交带棱果沙棘居群克隆多样性高于两亲本外,总体上棱果沙棘居群克隆大小和克隆距离均高于两亲本,克隆多样性水平低于两亲本,根据克隆多样性指数与克隆繁殖能力的反比关系,说明杂交种棱果沙棘表现出来的克隆繁殖能力更强。说明同域分布的杂交种棱果沙棘具有比其两亲本较高的克隆繁殖适合度。群落特征对杂交带上3种沙棘克隆繁殖适合度存在较大的影响,群落物种多样性越低,其克隆繁殖能力越强。
　　⑷棱果沙棘自然杂交带的维持机制。杂交种棱果沙棘主要是通过克隆繁殖的方式扩大种群规模,稳定种群的存在。不同生境下棱果沙棘自然杂交带杂交种居群表现出多克隆性,即具有较高的遗传多样性水平。因此推测,杂交带上的沙棘居群一方面利用克隆繁殖使其居群达到一定数量基础,以稳定整个杂交带的平衡;另一方面通过较高的遗传多样性来保证整个居群的遗传丰富度,进而为推动整个杂交带的进化和发展提供动力。

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作者
江龙龙;
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作者单位

西北师范大学;

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授予单位西北师范大学;
学科植物学
授予学位硕士
导师姓名孙坤;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类被子植物亚门;植物基因工程;
关键词
被子植物; 植物进化; 遗传多样性; 基因表达;

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