橿子櫟和匙葉櫟的譜系地理結(jié)構(gòu)和群體遺傳多樣性研究.pdf

1、橿子櫟(Quercus baronii)和匙葉櫟(Quercus dolicholepis）均屬殼斗科(Fagaceae)，櫟亞屬(Quercus)，橿子櫟組(Section Echinolepides)落葉喬木，是中國特有的櫟屬植物，主要沿秦巴山區(qū)這一獨(dú)特地理區(qū)域分布，具有重要的經(jīng)濟(jì)用途和不可替代的生態(tài)學(xué)意義。橿子櫟和匙葉櫟是部分同域或鄰域分布的兩個(gè)物種，它們是研究同域或鄰域物種形成以及進(jìn)行比較譜系地理學(xué)研究的理想實(shí)驗(yàn)材料。本研究首次

2、聯(lián)合利用單親遺傳的葉綠體DNA(cpDNA)和雙親遺傳的核微衛(wèi)星位點(diǎn)分子標(biāo)記(nSSR)對橿子櫟和匙葉櫟自然分布區(qū)域的33個(gè)群體(其中橿子櫟20個(gè)群體，匙葉櫟13個(gè)群體)進(jìn)行研究，通過對狹域分布的兩個(gè)近緣物種譜系地理結(jié)構(gòu)及遺傳多樣性進(jìn)行比較進(jìn)分析，有助于深刻理解進(jìn)化歷史上環(huán)境變遷和冰期氣候動蕩對中國秦巴地區(qū)生物多樣性的影響。主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)利用4對葉綠體基因(matK編碼區(qū)，ycf1編碼區(qū)，rps16-trnQ基因

3、間隔區(qū)，psbA-trnH基因間隔區(qū))片段對橿子櫟和匙葉櫟分布范圍內(nèi)33個(gè)野生群體314個(gè)個(gè)體進(jìn)行檢測分析，研究結(jié)果表明，橿子櫟和匙葉櫟在總體水平上均具有較高的葉綠體DNA遺傳多樣性，其中，橿子櫟群體的單倍型多態(tài)性(Hd)為0.914略低于匙葉櫟群體(Hd=0.987)，同時(shí)核苷酸多態(tài)性橿子櫟群體(Pi=0.0021)低于匙葉櫟群體(Pi=0.0031)。其中共檢驗(yàn)得到24種不同葉綠體基因組單倍型(H1-H24)，其中，H1為橿子櫟和匙

4、葉櫟共享單倍型，在種內(nèi)群體中出現(xiàn)頻率最高。另外H5-7，H9，H11，H13，共有6個(gè)單倍型為橿子櫟群體所特有。H12，H17，H20，H22，H23和H24，共有6個(gè)單倍型為匙葉櫟群體所特有。分子變異方差分析(AMOVA)的研究結(jié)果顯示，兩個(gè)物種之間有很大的遺傳差異FST=0.969，種內(nèi)群體間的遺傳分化也非常顯著，其中橿子櫟FST=0.995;匙葉櫟FST=0.953。Mantel test檢驗(yàn)結(jié)果表明，整個(gè)分布區(qū)內(nèi)橿子櫟和匙葉櫟群

5、體的地理距離和遺傳距離之間呈現(xiàn)不顯著的線性關(guān)系(橿子櫟群體:R=-0.890，P=0.490;匙葉櫟群體:R=-0.084，P=0.270，R＜0且P＞0.05)，群體間的基因交流并未明顯地受到地理距離限制。單倍型NETWORK分析和單倍型地理分布結(jié)果顯示，秦嶺和巴山的群體單倍型多樣性較高且具有特有單倍型，因此推測這兩個(gè)區(qū)域可能分別是橿子櫟和匙葉櫟在第四紀(jì)冰期時(shí)的潛在冰期避難所。冰期后兩個(gè)近緣物種均沒有發(fā)生大范圍的遷徙擴(kuò)張。
　　

6、(2)基于10對nSSR分子標(biāo)記對橿子櫟和匙葉櫟33個(gè)野生群體的565個(gè)個(gè)體進(jìn)行遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)分析，研究結(jié)果顯示，橿子櫟和匙葉櫟均擁有較豐富的遺傳多樣性(其中橿櫟:Ho=0.218，I=1.326，PPL=89.5％;匙葉櫟:Ho=0.160，I=1.650，PPL=96.15％)，但相對于廣泛分布的櫟屬其它植物遺傳多樣性較低。分子變異方差分析(AMOVA)的研究結(jié)果顯示，在物種水平上，橿子櫟和匙葉櫟的遺傳變異主要存在于群體內(nèi)，占