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克氏针茅种群分化及不同退化系列生态变异的研究

作　者: 韩冰
导　师: 许志信；赵萌莉
学　校: 内蒙古农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 克氏针茅地理种群退化系列种群种群变异生态分化
分类号: Q948
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

克氏针茅为多年生密丛型旱生草本植物，是亚洲中部典型草原的主要建群种。因其能够适应干旱的生态环境，分布范围极广。本文从表型性状和遗传多样性等方面探讨了内蒙古不同分布地区及不同退化系列克氏针茅种群的变异和生态分化，研究结果如下：不同地理种群克氏针茅的生殖枝和营养枝长度及种子形态等7个表型性状存在着丰富的变异，不同的表型性状其变异幅度和变异来源各不相同，即各表型性状受环境影响改变程度的差异不同，其中营养枝长、生殖枝长、千粒重、颖果长、芒柱长具有随降水量递减而变小、变短的趋势；而颖果直径表现为随着降雨量的递减有逐渐增加的趋势。7个表型性状反应出的变异中大约有35.10％的变异来自种群间，其余大部分变异(64.90％)来自种群内部。采用RAPD方法对不同地理种群的研究表明，16个引物共扩增出129个位点，其中多态位点128个，多态位点百分率是99.22％，说明克氏针茅具有较高的遗传多样性。其中荒漠草原带的种群的遗传多样性(0.3640)高于典型草原带(0.3306)。聚类分析表明，相似的生态条件及直线地理距离较近的种群具有优先聚类的趋势。Shannon指数估测有29.25％的遗传变异存在于种群间，种群间的遗传分化较高。退化系列种群的形态变异随退化程度而异，营养枝和生殖枝长度随着退化的加重枝条长度变短，中、小株丛减少，生殖分配减少，生殖枝数量减少。重度退化种群，植株小型化明显。等位酶和RAPD标记分析退化系列种群，其遗传多样性随退化程度加重有降低的趋势，但与退化程度无明显的线性相关。当放牧压力达到一个阈值时种群的遗传多样性有一个跃变点，遗传多样性又有增加的趋势。克氏针茅退化种群，生产力衰退明显但遗传多样性并未丧失，反而形成了一个相对稳定的遗传结构适应环境(放牧)的压力。等位酶和RAPD两种方法在退化系列种群中检测的遗传多样性变化模式不同，等位酶分析结果是中度退化种群＞重度退化种群＞无退化种群＞轻度退化种群；RAPD分析结果是无退化种群＞轻度退化种群＞重度退化种群＞中度退化种群。二者聚类顺序不同可以进一步说明，放牧压力作用使种群在等位酶的基因位点与全基因组序列的变异模式不同。克氏针茅是经过长期的进化和选择保留下来的物种，具有丰富的遗传多样性和强的进化趋势。不同的地理条件和放牧利用压力对基因流和基因频率发生影响，决定了分子变异在时空上的分布，是克氏针茅种群发生分化的最根本原因。不同退化系列，克氏针茅种群虽发生了遗传分化，遗传多样性略有降低但仍维持较高的水平，且与正常草地间有基因流，只要采取合理的草地利用措施，减轻放牧压力，退化草地即可恢复，若采取人工补播正常种群种子，将会加快退化种群的恢复进程。

全文目录

第一章前言  8-19
  1 分子生态学的产生与发展  8-11
    1.1 分子生态学概念及研究内容  8-9
    1.2 分子生态学的主要技术方法与遗传多样性检测  9-11
  2 植物分子生态学的研究方向  11-14
    2.1 植物种群生物学及生物多样性  11-12
    2.2 植物种群生活史的研究  12-13
    2.3 植物保护生物学的研究  13
    2.4 植物生殖行为的研究  13-14
  3 草地退化及其研究进展  14-17
    3.1 草地退化的涵义与实质  14-15
    3.2 草地退化现状  15
    3.3 退化草地生态系统及退化机制  15-17
  4 针茅属植物研究现状  17-18
  5 本研究的目的意义  18-19
第二章材料与方法  19-31
  1 研究对象的生态生物学特性  19
  2 采样地点概况  19-22
    2.1 克氏针茅不同地理种群采样地概况  19-21
    2.2 克氏针茅退化系列种群采样地概况  21-22
  3 研究方法  22-31
    3.1 表型性状调查  22-23
    3.2 RAPD分析  23-26
    3.3 退化系列种群等位酶分析  26-31
第三章不同地理种群克氏针茅的分化  31-42
  1 不同地理种群克氏针茅表型性状的变异  31-34
    1.1 克氏针茅形态特征的变异  31-32
    1.2 克氏针茅形态特征的变异来源及变异式样  32-34
  2 不同地理种群克氏针茅RAPD分析  34-41
    2.1 多态位点信息  34-36
    2.2 克氏针茅遗传多样性水平及遗传结构  36-39
    2.3 种群遗传相似度、遗传距离分析  39-41
  3 小结  41-42
第四章退化系列克氏针茅种群的生态分化  42-54
  1 退化系列克氏针茅株丛结构  42-43
  2 退化系列克氏针茅种群的等位酶分析  43-47
    2.1 等位基因的变异  43-44
    2.2 等位酶估测的退化系列克氏针茅种群的遗传多样性  44-45
    2.3 退化系列克氏针茅种群的遗传结构与分化  45-46
    2.4 退化系列克氏针茅种群的遗传一致度及遗传距离  46-47
  3 退化系列克氏针茅种群的RAPD分析  47-53
    3.1 多态位点比率  47-48
    3.2 种群内稀有位点  48-49
    3.3 Shannon指数估计的退化系列种群的遗传多样性  49-50
    3.4 Nei指数估计的退化系列种群的基因多样性  50-52
    3.5 种群的遗传一致度及遗传距离  52-53
  4 小结  53-54
第五章讨论与结论  54-66
  1 讨论  54-63
    1.1 克氏针茅不同地理种群的生态变异及分化  54-58
    1.2 退化系列克氏针茅种群的生态变异  58-61
    1.3 分子变异与环境及分子进化理论  61-62
    1.4 关于RAPD和等位酶标记  62-63
  2 主要结论  63-66
致谢  66-67
参考文献  67-74
附图  74-77
作者简介  77

克氏针茅种群分化及不同退化系列生态变异的研究

内容摘要

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