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兼具开放花和闭锁花繁殖的堇菜属一些类群的遗传结构

兼具开放花和闭锁花繁殖的堇菜属一些类群的遗传结构

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作者：苏雪西北师范大学

学位级别：硕士

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分和基础,该方面的研究可以为揭示居群的进化历史、分析其进化潜力和未来的命运提供重要资料。繁育系统通过决定居群未来世代的基因频率从而最终决定了居群遗传结构的式样,是影响植物居群遗传结构的... 详细信息

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分和基础,该方面的研究可以为揭示居群的进化历史、分析其进化潜力和未来的命运提供重要资料。繁育系统通过决定居群未来世代的基因频率从而最终决定了居群遗传结构的式样,是影响植物居群遗传结构的最重要因素。但迄今对具有ch/cl等复杂繁育系统的植物类群的遗传结构仍缺乏了解。堇菜属植物具有独特的繁育结构,不仅有开放花以异交为主、兼有自交的繁殖,还有闭锁花完全自交的繁殖方式。我国青藏高原特有的鳞茎堇菜及块茎堇菜除上述繁殖方式外,可以通过鳞茎、匍匐茎进行克隆繁殖。本研究通过广泛的资源调查,选择了鳞茎堇菜、块茎堇菜等3个近缘种对共22个居群,采用随机扩增多态性DNA（RAPD）的方法,对它们的遗传多样性及居群遗传结构进行了分析,以便为探明繁育系统与遗传结构的关系和从分子水平探讨上述3对形态上极为相似的近缘种的分类地位提供依据。结果如下: 14个随机引物对鳞茎堇菜5个居群及块茎堇菜的4个居群共160个个体扩增进行,在物种水平上,鳞茎堇菜的多态位点百分率（PPB）、Nei’s基因多样性（h）和Shannon多样性指数（I）分别为85.09%、0.2532和0.3848;块茎堇菜物种水平上的PPB=77.67%,h=0.2628,I=0.3937,显示出它们丰富的遗传多样性水平。但是在居群水平上,鳞茎堇菜和块茎堇菜的遗传多样性水平不是很高,h的平均值和I的平均值分别为0.1320和0.1997;居群间的遗传分化较大:POPGEGE得到的基因分化系数（Gst）的平均值为49.00%,表明居群间和居群内的遗传变异相当,这一遗传分化程度远高于混合繁育系统植物的平均值（Gst=0.216）。在对不具有鳞茎、匍匐茎的维西堇菜以及斑叶堇菜和细距堇菜的研究中发现,它们在物种水平的遗传多样性水平很高,多态位点百分率（PPB）、Nei’s基因多样性（h）和Shannon多样性指数（I）的平均值分别为87.30%、0.2734和0.4161;而且它们在居群水平也表现出了较为丰富的遗传多样性,上述三个遗传参数的平均值为51.39%、0.1728和0.2615。维西堇菜、斑叶堇菜和细距堇菜居群间的遗传分化程度（平均Gst=0.3709;AMOVA（%）,38.41/61.86）虽然没有鳞茎堇菜和块茎堇菜高,但仍然比混交植物的平均值高而更接近于自交植物。另外,对这3个近缘种对各居群所做的聚类分析显示:鳞茎堇菜与块茎堇菜以居群为单位各自为一支;维西堇菜叶有斑纹类群与无斑纹类群聚在一起;斑叶堇菜和细距堇菜不同种间的居群聚为一类。

关键词：堇菜属繁育系统遗传结构 ch/cl RAPD

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