青海省祁连圆柏居群遗传多样性及其生态适宜区研究

作     者：张伟萍 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李登武

授予年度：2021年

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 

主      题：祁连圆柏 SSR SRAP 遗传多样性 气候变化 稳定分布区 

摘      要：遗传多样性决定物种的生存、发展和进化,对其进行研究有助于该物种的保护和利用。祁连圆柏(Juniperus przewalskii)是青藏高原东北部特有的优势树种,有良好的水土保持和水源涵养作用。同时,具有药用和材用价值。在全球变暖的情况下,高山物种将特别脆弱,祁连圆柏作为青海省优良乡土树种之一,当前适生区的变化尚不清楚。为全面掌握青海省祁连圆柏遗传变异规律,揭示祁连圆柏居群遗传多样性与环境因子的相关关系,更好的理解祁连圆柏居群的生态适应能力,本研究以青海省7个祁连圆柏居群为研究对象,利用SSR和SRAP两种标记技术,分析祁连圆柏的遗传多样性,并讨论遗传多样性指数与地形气候因子相关性。同时,利用最大熵模型和地理信息系统的空间分析技术对不同气候情景下祁连圆柏在青海省的潜在地理分布进行预测,探讨影响祁连圆柏潜在地理分布的主导因子及在未来气候情景下适宜分布区的变化,以期为祁连圆柏的优良种质选择,种质资源的保护和开发利用等提供理论指导。主要研究结果如下:1.筛选出SSR多态性引物20对、SRAP多态性引物22对,平均多态位点百分比分别是100%、99.58%,表明这两种分子标记均能在祁连圆柏中有效扩增。基于遗传多样性指数可知,祁连圆柏居群遗传多样性较丰富。居群MX(麦秀林场)和居群DLX(都兰香日德)的遗传多样性水平较高,居群QL(祁连县)遗传多样性水平最低。祁连圆柏的遗传分化处在中等程度,主要发生在居群内部,居群间存在一定的基因交流。2.基于SSR和SRAP两种分子标记的聚类分析结果显示,7个祁连圆柏居群可分成两类,第一类包括MX(泽库县麦秀林场)、DLH(德令哈)、DL(都兰县都兰林场)和DLX(都兰县香日德);第二类群包括QL(祁连)和HZ(互助县北山林场)。WL(乌兰)居群因两种标记的引物不同聚类情况略有不同。祁连圆柏居群间的遗传距离与实际的地理距离无显著相关性。3.环境因子对遗传多样性和地理分布具有不同程度的影响。海拔是影响祁连圆柏遗传多样性和地理分布最主要的环境因子,其次是降水和温度因子。4.祁连圆柏潜在分布区主要位于青海省的东部地区,总适宜区面积占整个研究区域面积的11.2%。高度适宜区主要分布在祁连、门源、大通、互助、乐都、民和、化隆、平安、湟中、湟源、海晏、刚察、共和、贵南、贵德、尖扎、循化、同仁、泽库、河南、同德、玛沁、兴海、乌兰、都兰、玛多和德令哈等27个县。影响其地理分布的主导地形气候因子是海拔、年均降水量、极端最低温和坡度,累计贡献率为85.9%。5.未来3种气候情景对祁连圆柏适宜区的影响存在差异,SSP245气候情景的适宜区面积将会缩减,SSP126和SSP585气候情景下则会不同程度地扩张,SSP126气候情景的扩张最明显,其扩张区域主要位于泽库县、河南蒙古族自治县中北部和祁连县东南部地区。祁连圆柏适宜分布区在未来3种(SSP126、SSP245、SSP585)气候情景下,逐渐向高海拔地区迁移,但在经纬度方向,分布变化较小,适宜区总体稳定。