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1、长柄水青冈种群遗传结构和系统地理学研究【摘要】：系统地理学主要研究影响物种的基因谱系形成现有地理分布格局的历史过程,常用于系统地理学研究的基因是细胞器DNA(线粒体DNA、叶绿体DNA)和核DNA。细胞器DNA和核DNA是两种不同遗传模式的基因,两种基因片段结合起来用于系统地理学的研究,可以揭示种群的遗传结构并推测影响种群现有遗传分布格局的历史过程。欧洲和北美最早开展系统地理学方面的研究。第四纪冰期时欧洲和北美大部分地区都被冰盖覆盖,许多古老的物种只在少数避难所存活下来,存活下来的种群在冰期结束后由南向北重新扩散;而东亚大陆并没有被巨大的冰川覆盖
2、,但气温比现在降低8-12℃长柄水青冈种群遗传结构和系统地理学研究【摘要】：系统地理学主要研究影响物种的基因谱系形成现有地理分布格局的历史过程,常用于系统地理学研究的基因是细胞器DNA(线粒体DNA、叶绿体DNA)和核DNA。细胞器DNA和核DNA是两种不同遗传模式的基因,两种基因片段结合起来用于系统地理学的研究,可以揭示种群的遗传结构并推测影响种群现有遗传分布格局的历史过程。欧洲和北美最早开展系统地理学方面的研究。第四纪冰期时欧洲和北美大部分地区都被冰盖覆盖,许多古老的物种只在少数避难所存活下来,存活下来的种群在冰期结束后由南向北重新扩散;而东
3、亚大陆并没有被巨大的冰川覆盖,但气温比现在降低8-12℃长柄水青冈种群遗传结构和系统地理学研究【摘要】：系统地理学主要研究影响物种的基因谱系形成现有地理分布格局的历史过程,常用于系统地理学研究的基因是细胞器DNA(线粒体DNA、叶绿体DNA)和核DNA。细胞器DNA和核DNA是两种不同遗传模式的基因,两种基因片段结合起来用于系统地理学的研究,可以揭示种群的遗传结构并推测影响种群现有遗传分布格局的历史过程。欧洲和北美最早开展系统地理学方面的研究。第四纪冰期时欧洲和北美大部分地区都被冰盖覆盖,许多古老的物种只在少数避难所存活下来,存活下来的种群在冰期
4、结束后由南向北重新扩散;而东亚大陆并没有被巨大的冰川覆盖,但气温比现在降低8-12℃。那么当时许多东亚物种的分布区是否与当时欧洲和北美生物的分布区发生了相同的变化?这些东亚物种是否也存在冰期避难所?冰期后又是沿怎样的扩散路线形成现在的分布格局?为了解决以上的问题,我们选取了长柄水青冈作为研究材料。第三纪晚期时,水青冈属植物广泛分布于我国大部分地区,甚至北部地区也有分布。第四纪冰期气候使其退缩到南方亚热带地区,但是冰期后气候回暖时,喜马拉雅山和青藏高原的抬升,使我国东部和西南部季风性气候加强,西北华北大陆性气候加强,气候条件的改变限制了水青冈向北、
5、向西北的扩散,水青冈继续保留在南方亚热带地区。长柄水青冈是我国水青冈属中分布最广泛的种,主要在我国秦岭以南、五岭南坡以北各地分布,是我国亚热带常绿落叶阔叶混交林的优势种之一,分布区呈东西样带分布,东部地区分布呈明显片断化。第四纪冰期对水青冈现在的分布格局有着重要的影响。那么,第四纪冰期时长柄水青冈的避难所在那里?冰期后沿怎样的路线向外扩散并形成现有分布格局?本文针对以上问题进行探讨:采用核DNA的SSR标记和叶绿体DNA标记,分析长柄水青冈的种群遗传结构,探讨种子流和花粉流在种群遗传分化中的贡献率;希望通过分析种群遗传结构和叶绿体单倍型的地理分布
6、格局,揭示长柄水青冈的冰期避难所和冰期后的扩散路线。主要结果如下:(1)用7对微卫星引物对27个种群576个个体分析表明,长柄水青冈种群有较低的遗传多样性。大部分的遗传变异存在于种群内。种群间遗传分化程度高于其它水青冈种。东部种群和西部种群表现出不同的遗传多样性分布格局。东部种群的遗传多样性低于西部种群。东部分布区种群间的遗传分化比较大,表明长期的片断化阻隔了种群间花粉和种子的传播,使种群间的遗传分化加大。东部不同种群的遗传多样性变化很大:分布区北部的种群遗传多样性较低,种群规模最小;分布区中部的种群具有最高的遗传多样性。WL种群和MD种群检测到
7、了瓶颈效应。这说明长柄水青冈种群分布有衰退的趋势,分布区的南缘和北缘逐渐变得不适合长柄水青冈的生长。西部地区虽然有高山的阻隔,但种群为大规模连续分布,所以相对于东部种群而言,西部种群的种子流和花粉流能在短距离内扩散,种群间的基因流比较高,遗传分化程度比较低。(2)用2对叶绿体通用引物(trnS-trnG、psbB-psbF)对22个种群201个个体测序,共得到13种单倍型,只有4个种群(JL、WL、JS、LS)存在单倍型多样性。叶绿体DNA分析表明93.197%的遗传变异存在于种群间,种群间基因分化系数G_(ST)为0.900。长柄水青冈与亮叶水
8、青冈两个种间检测到3种共享单倍型,表明两个种的分化时间较近,二者间曾发生基因渐渗。所有种群都没有检测到种群扩张,表明冰期后气候等环境条件
