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三种沙蒿的亲缘关系与遗传分化

李伟琼  
【摘要】: 差不嘎蒿(A.halodendron Turcz.ex Bess)、褐沙蒿(A.intramongolica H.C.Fu)和黑沙蒿(A.ordosica Krasch.)均是菊科蒿属的半灌木,是干旱区重要的固沙植物,也是荒漠植被中的主要建群种和优势种,在荒漠区的生态环境保护中发挥着极其重要的作用。三种沙蒿亲缘相近,形态特征十分相似,对三种沙蒿间亲缘关系的研究,可更加深入地了解龙蒿组种间的亲缘演化关系,为其种间的分类提供更多分子水平上的依据。本文利用ISSR技术结合解剖特征及与环境因子的关系,对三种沙蒿进行研究,结果如下: 1.三种沙蒿均具有高的遗传多样性,不仅表现在物种水平而且表现在种群水平上。种群水平,多态位点百分率为褐沙蒿黑沙蒿差不嘎蒿,物种水平的顺序与种群水平一致,但三种沙蒿的值非常接近,褐沙蒿略高。从Nei基因多样度与香农多样性指数看,物种水平与种群水平均为差不嘎蒿黑沙蒿褐沙蒿,与多态位点百分率的顺序相反,说明差不嘎蒿的多态性低但均匀性高,褐沙蒿则相反。三种沙蒿的基因分化系数为差不嘎蒿Gst=0.1041、褐沙蒿Gst=0.0757、黑沙蒿Gst=0.0768,表明三个种均是绝大部分的遗传变异存在于种群内。 2.三种沙蒿17个地理种群的聚类分析显示,以种为单位聚为三大支,同一物种的各种群均能聚到一起,反映出三个种具有一定的分化。从种间关系来看,黑沙蒿5个种群构成的一大支首先与褐沙蒿的7个种群构成的大支相聚,然后再与差不嘎蒿5个种群的大支聚到一起,表现出黑沙蒿与褐沙蒿关系更为密切,物种水平上的聚类显示了同样的结果。 3.由解剖特征可知,三种沙蒿的叶及营养枝的解剖结构特征一致,反映了它们之间较近的亲缘关系。上下表皮的角质层均较厚,栅栏组织与海绵组织的比值较大,说明了三种沙蒿较强的抗旱能力。 4.差不嘎蒿、黑沙蒿的营养枝及叶解剖结构与环境因子的相关性分析显示,随着年降水量的降低,差不嘎蒿的叶上表皮角质层呈变厚的趋势,即叶上表皮角质层随干旱而变厚,以减少水分的散失。从叶下表皮角质层来看,差不嘎蒿随寒冷指数降低而变厚,黑沙蒿则随极低温的下降而增厚,表现出两种植物的叶下表皮角质层均随低温而增厚,叶厚也有同样的趋势,黑沙蒿叶厚随年均温的降低而增厚。差不嘎蒿栅栏组织厚度随着生长季降水量的减小而增大,髓茎比随着湿润指数的增大而增大,均体现出对水份的适应性。黑沙蒿营养枝基部直径则与最暖月温度有关,呈现正相关关系。再有,对于两种植物均表现出随温和度减小,营养枝皮层厚度增大,即表现出寒冷使皮层增厚。从决定系数(R2)来看,只有差不嘎蒿叶上表皮角质层与年降水、黑沙蒿营养枝基部直径与最暖月平均温度的R2值高,表明在这两个方面反映出的规律性强。


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