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马尾藻种群遗传及早期发育的研究

赵凤娟  
【摘要】: 本研究运用RAPD和ISSR两种分子标记技术,对采自山东半岛4个不同地理位置的鼠尾藻(Sargassum thunbergii)和海黍子(S. muticum)种群进行了遗传多样性和遗传结构的研究,从而对其种群间的地理隔离、基因流动水平及其影响因素做出估计和判断,为马尾藻自然资源的保护和开发提供依据。在室内对鼠尾藻有性生殖幼苗的早期发育和生长进行了研究,了解其繁殖生物学特性,为鼠尾藻人工种苗的培育提供依据。主要研究结果如下: 对4个鼠尾藻(S. thunbergii)地理种群的遗传多样性研究中,筛选出了28条RAPD引物和19条ISSR引物,分别扩增产生了174和125个位点。选用的三种不同指标,即多态位点比率(P%,percentage of polymorphic loci),平均预期杂合度(H,the expected heterozygosity)和Shannon's信息多样性指数(I,Shannon's information index),均可反映出鼠尾藻种群内部的遗传多样性呈较低水平。而群体间遗传距离(D,Nei’s unbiased genetic distance)矩阵和固定化指数(FST,the fixation index)矩阵均反映出群体间高度的遗传分化。通过分子变异分析(AMOVA,Analysis of molecular variance)来区分来自种群内部和种群之间的遗传变异,揭示出多数的遗传变异(57.57%或59.52%)来自于鼠尾藻种群之间。另外,Mantel分析表明,4个鼠尾藻种群间的遗传分化与地理距离呈正相关(r0.5),遵循传统的IBD(isolation by distance)模式,UPGMA(unweighted pair group method with arithmetic averages)聚类分析也反映出相似的结果。 对4个海黍子(S. muticum)地理种群遗传结构的研究中,筛选出的24条RAPD引物和19条ISSR引物分别扩增出164和122个位点。遗传多样性评估结果表明,海黍子种群内部存在较低或者中等水平的遗传多样性,而D矩阵和FST矩阵均显示种群间存在高水平的遗传分化。并且,发现D和FST矩阵在RAPD和ISSR分析中均具有高且显著的相关性。AMOVA分析显示,种群之间的遗传变异高于种群内部。Mantel分析和UPGMA聚类分析均发现海黍子种群间的遗传分化遵循IBD模式,即与地理隔离呈正相关(r0.6)。并且,RAPD和ISSR分析的结果高度一致(r0.9,P0.05),均揭示4个海黍子种群之间存在高度的遗传分化。 对鼠尾藻有性生殖幼苗早期生长发育的研究结果表明,其早期发育过程属于马尾藻科(Sargassaceae)中典型的“8核1卵”型。在一定条件下培养两个月后,产生了1~2个小叶,幼苗的长度达2~3毫米。生长实验发现,温度(10, 15, 20, 25℃)和光照强度(9, 18, 44, 88μEm~(-2)s~(-1))对培养第一周幼苗的生长均有显著的影响(ANOVA, P0.01)。在两个月的培养中,幼苗对温度和光强的耐受范围较宽,在10℃~25℃,9~88μEm~(-2)s~(-1)条件下均可生长,最适温度和光强为25℃,44μEm-2s-1;低温(10℃)对幼苗的生长有显著抑制。不同光质对幼苗生长的影响显著(P0.01),相同光强条件下,蓝光和白光相比较,蓝光显然不能满足鼠尾藻幼苗早期生长的需要。


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