穗花狐尾藻杂交、遗传多样性与环境相关性研究

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1、分类号密级UDC编号10486武汉大学博士学位论文穗花狐尾藻杂交、遗传多样性与环境相关性研究研究生姓名：吴志刚指导教师姓名、职称：于丹教授徐新伟副教授专业名称：生态学研究方向：植物分子生态学二零一五年五月三十日TheinfluenceofecologicalfactorsonthehybridizationandgeneticvariationofMyriophyllumspicatumPh.DCandidate:ZhigangWuSupervisor:ProfessorDanYuAssociateProfessorXinweiXuJune2015论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学

2、位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（签名）：年月日目录目录摘要IABSTRACTIII第一章前言11.1研究背景11.1.1分子生态学11.1.2分子生态学在植物生态学中的应用51.2研究现状71.2.1水生植物分子生态学研究现状71.2.2狐尾藻的研究现状111.3研究内容、目的和意义15第二章穗花狐尾藻微卫星位点分离162.1实验材料和方法172.1.1实验材料172.1

3、.2微卫星文库建立182.1.3引物设计及筛选222.1.4微卫星位点多态性分析232.1.5穗花狐尾藻微卫星位点在近缘种中通用性232.2结果232.3讨论272.3.1微卫星位点在多倍体物种中的应用272.3.2微卫星位点开发方法比较28第三章穗花狐尾藻和西伯利亚狐尾藻的自然杂交与基因渐渗303.1实验材料和方法313.1.1穗花狐尾藻和西伯利亚狐尾藻种群采集313.1.2基因组提取313.1.3微卫星分析313.1.4叶绿体分子标记373.1.5种子萌发实验383.2结果383.2.1微卫星数据393.2.2叶绿体数据40III目录3.3.3种子性状及种子萌发结果443.3讨论4

4、4第四章穗花狐尾藻和西伯利亚狐尾藻气候生态位比较484.1实验材料与方法494.1.1BIOCLIM气候数据收集及环境空间量化494.1.2生态位分析494.2结果524.3讨论54第五章穗花狐尾藻的种群遗传多样性和结构585.1实验材料及方法585.1.1穗花狐尾藻种群采集585.1.2基因组提取595.1.3微卫星位点扩增及分型595.1.4数据分析595.2结果645.2.1穗花狐尾藻遗传多样性645.2.2穗花狐尾藻种群遗传分化和结构645.2.3影响狐尾藻遗传多样性的因素655.3讨论67第六章地理、环境因子对穗花狐尾藻遗传分化的影响716.1实验材料及方法716.1.1地理

5、、环境因子对中国穗花狐尾藻种群遗传分化的影响726.1.2地理、环境因子对高原地区穗花狐尾藻种群遗传分化的影响726.2结果756.2.1中国穗花狐尾藻种群遗传分化与地理、气候因子相关性756.2.2高原地区穗花狐尾藻种群遗传分化与地理、环境因子相关性786.3讨论80第七章论文总结847.1论文主要结果及结论847.2论文的创新点、不足之处及展望857.2.1论文的主要创新点857.2.2论文的不足之处857.2.3展望86参考文献88III目录博士生期间完成的论文情况117致谢118III穗花狐尾藻杂交、遗传多样性与环境相关性研究摘要了解物种的遗传多样性水平及其分布，以及生态因子是

6、如何影响种间和种内种群间基因流和遗传分化是分子生态学研究的重要内容，也是进化生物学研究关注的热点之一。本文以全中国广泛分布的沉水植物穗花狐尾藻及其近缘种西伯利亚狐尾藻为研究对象，进行微卫星位点的开发；研究这两个物种在两个共同分布区的自然杂交状况，探讨气候生态位对种间杂交的影响；研究穗花狐尾藻在全国范围的遗传多样性及其分布格局并探讨地理和环境因子的影响作用。主要结果如下：（1）通过磁珠富集法分离20个穗花狐尾藻微卫星位点，并在两个天然种群中评价其多态性。每个位点等位基因数和期望杂合度从1至13和0至0.873不等，所有的位点均可以在其近缘种西伯利亚狐尾藻和轮叶狐尾藻中成功扩增。表明这些微

7、卫星位点具有较高的多态性和良好的通用性，可以作为穗花狐尾藻及其近缘种种群遗传和进化研究的有力工具。（2）利用8个微卫星位点和2个叶绿体片段研究和分析穗花狐尾藻和西伯利亚狐尾藻在中国东北和青藏高原两个共同分布区内的自然杂交和基因渐渗。在51个狐尾藻种群中共发现了12个种群含有杂种个体或全部由杂种个体组成，其中10个来自于青藏高原而仅有2个来自东北。虽然杂交过程是双向的，即双方都可以互为父母本，但西伯利亚狐尾藻更倾向于作母本，其中3个青藏高原种群所