舟山群岛舟山新木姜子、全缘冬青与红楠的遗传结构分析

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中文摘要：舟山群岛为我国第一大群岛，由全新世中期新构造运动及多次海侵而逐渐与大陆分离形成，距今约9000年。由于舟山群岛人居历史悠久，原生森林植被遭严重破坏，自然分布的濒危植物达21种，其中海岛特有种4例，如普陀鹅耳枥（Carbines potencies）、舟山新木姜子（Enlistee service）、全缘冬青（flex integral）和普陀樟（Connamonmum japonicum var.chenii）。如何有效保护舟山群岛的濒危物种是一项十分紧迫的任务。解析濒危物种的种群遗传结构及其致濒因子，将有助于制定相应的保护策略，如评估种群的保护价值和地位、制定原地或迁地保护等。而目前开展的研究大多集中于舟山群岛部分濒危物种的生态、生物学特性调查，缺少利用分子标记等手段探讨岛屿地理隔离对物种遗传结构的作用。本文利用RAPD分子标记对海岛特有濒危植物舟山新木姜子的10个种群（6个自然种群和4个栽培种群）共114个个体、利用ISSR分子标记对海岛特有濒危植物全缘冬青的6个种群（5个自然种群和1个栽培种群）共57个个体和广布种红楠8个自然种群共91个个体进行遗传结构分析。对照解析岛屿地理隔离对岛屿特有种及广布种遗传结构的影响，探讨物种的繁育系统、种群大小及进化史等因子的作用。阐明岛屿特有种自然种群遗传变异的空间格局特征，结合其栽培种群的遗传结构，评价岛屿特有种的遗传多样性及其生态适应能力。研究舟山群岛与台湾岛红楠物种的种群间遗传结构差异，分析不同岛屿的纬度、水热条件等对岛屿植物区系起源及发展历史的影响。结果表明： 1．海岛特有种舟山新木姜子（PPL＝21.4％）和全缘冬青（PPL＝41.0％）均具有中等偏低水平的遗传多样性，其原因为（1）舟山新木姜子花粉及种子传播的空间阻隔，全缘冬青繁殖成功率低导致种群更新缓慢；（2）种群地理隔离、奠基者效应或遗传瓶颈致使其遗传基础狭窄；（3）人为干扰导致物种适宜的岛屿生境破坏，加剧种群规模萎缩。 2．舟山群岛广布种红楠的遗传多样性水平（PPL＝52.3％）高于岛屿特有种全缘冬青的遗传多样性水平，较台湾岛红楠的遗传多样性水平（PPL＝71.10％）偏低。其原因为（1）舟山群岛的红楠种群大小明显高于特有濒危种全缘冬青，却远低于台湾岛红楠；（2）舟山群岛生境相对单一；（3）舟山群岛红楠遗传基础狭窄，进化与生存历史短。 3．舟山新木姜子、全缘冬青与红楠种群间遗传分化程度Gst分别为0.4959，0.3048，0.3114，明显较高，其原因为地理隔离限制了种群间的基因交流，表现为花粉及种子传播者的有效散布范围萎缩等。 4．岛屿内物种种群间遗传变异的分布呈随机嵌块模式，与分布生境、地理间隔无显著相关性。如红楠岛内种群间遗传分化程度（Gst）仅为0.0453和0.0865，这与岛屿范围较小、岛屿物种生境单一以及岛屿内基因流较强有关。 5．舟山新木姜子和全缘冬青栽培种群的遗传多样性明显低于自然种群（H<,E>＝0.060 vsH<,E>＝0.082；H<,E>=0.1406 vsH<,E>＝0.1972），这是人为目的性选种的结果。两物种均为典型的庭园观赏和商品树种，人为选择树形美观、材质优良的个体进行栽培使部分稀有等位基因丢失，遗传多样性偏低。舟山新木姜子栽培种群较自然种群种群间遗传变异较高（Gst＝0.6087vs Gst＝0.4959），其原因为舟山新木姜子的栽培种群大部分由同一岛屿的自然种群移植而来，而不同岛屿间人为选择压力的不同导致种群间遗传分化明显。基于岛屿物种的保护与资源利用，建议加强现有自然种群的就地保护，控制采种行为，杜绝林下幼苗挖掘，以促进种群的自然更新和繁衍；迁地保护时应考虑维护物种的等位基因的丰富程度、保持杂合性、避免近交衰退等，以防止栽培种群个体数量少、遗传均质化、种群的生态适应能力下降等。同时可建立种质资源库，不同岛屿的种源进行混合繁殖，促进基因交流；选育优良品系用于海岛植被恢复及园林观赏。

作者：

冷欣

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关键词：

岛屿濒危物种舟山新木姜子全缘冬青红楠遗传结构地理隔离保护策略

授予学位：

硕士

学科专业：

生态

导师：

安树青

学位年度：

2005

学位授予单位：

南京大学

语种：

中文

中图分类号：

Q94