大果青扦的譜系地理學(xué)研究.pdf

1、地質(zhì)運動和全球氣候動蕩,導(dǎo)致環(huán)境反復(fù)而劇烈的變化,對不同生態(tài)分布區(qū)的各動植物的分布和遺傳結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了極大的影響。譜系地理學(xué)(Phylogeography)是研究物種及物種內(nèi)不同種群形成現(xiàn)有地理分布格局的歷史過程的學(xué)科。秦嶺山脈是我國溫帶植物區(qū)系最豐富的地區(qū)之一,是探索東亞植物區(qū)系的起源與形成、演化與分化的重要地區(qū)。本論文選取生態(tài)與分布具殘遺性質(zhì)的我國特有瀕危松科樹種-大果青扦的譜系地理學(xué),闡明其種群分布歷史,以期為研究秦嶺地區(qū)植物區(qū)系的形

2、成歷史和發(fā)展動態(tài)以及松科云杉屬植物系統(tǒng)演化貢獻力量。松科植物線粒體DNA為母系遺傳,葉綠體DNA為父系遺傳,結(jié)合二者進行譜系地理學(xué)的研究,對于揭示種群的遺傳結(jié)構(gòu),論證物種分化,推測形成種群現(xiàn)有分布格局的歷史過程有重要意義。
　　本論文采用DNA測序技術(shù),對我國松科云杉屬物種大果青扦進行了譜系地理學(xué)的相關(guān)研究。對該物種分布區(qū)內(nèi)4個種群83個個體的線粒體DNA片段nad5 intron1和nad7 intron1以及葉綠體 DNA片段

3、trnL-F和Matk進行分析。根據(jù)序列變異鑒定單體型的地理分布格局,建立了單體型的系統(tǒng)進化樹,并結(jié)合地質(zhì)化石證據(jù)推測大果青扦種群的變遷歷史。
　　兩個線粒體DNA片段共檢測出8個不同線粒體單體型M1-M8,而兩個葉綠體DNA片段共檢測到7個不同的葉綠體單體型C1-C7。mtDNA及cpDNA片段數(shù)據(jù)皆顯示大果青扦的種群間遺傳距離較低。AMOVA結(jié)果顯示大果青扦4個種群的種群間的變異在總變異量中所占比例較大,種群內(nèi)的遺傳分化較小。

4、另外,差異度指數(shù)比較結(jié)果顯示,不論是葉綠體單體型還是線粒體單體型,Gst都高于Nst,表明大果青扦種群間線粒體單體型和葉綠體單體型譜系地理學(xué)結(jié)構(gòu)不顯著。
　　8個線粒體單體型在系統(tǒng)進化樹中可分為3個分枝,基部分枝包含出現(xiàn)于秦嶺南部地區(qū)種群的單體型,分枝2由秦嶺北部地區(qū)種群中出現(xiàn)的單體型組成,分枝3包括了秦嶺南部種群中所含單體型。而線粒體單體型NETWORK網(wǎng)絡(luò)圖表明,秦嶺南部種群線粒體單體型與秦嶺北部種群中分布的單體型在進化上關(guān)系

5、密切,形成一個相互關(guān)聯(lián)的組合。鑒于秦嶺南部和北部種群之間未發(fā)現(xiàn)共有線粒體單體型,且線粒體單體型之間進化關(guān)系密切,推測秦嶺北部的大果青扦種群可能起源于秦嶺南部的種群,而祖先種群的碎化很可能發(fā)生在距今較近的地質(zhì)年代。葉綠體單體型網(wǎng)絡(luò)分布圖支持這一可能。
　　系統(tǒng)發(fā)育將7個葉綠體單體型聚為3個分枝,基部分枝由僅分布在秦嶺南部種群中的單體型組成,組成第二個分支的單體型 C1廣泛分布于秦嶺南部種群以及北部,第三個分支包含分布于秦嶺北部種群中

6、的單體型;與線粒體單體型網(wǎng)絡(luò)圖相似,葉綠體單體型網(wǎng)絡(luò)圖表明在種群2中出現(xiàn)的葉綠體單體型與種群1中葉綠體單體型譜系親緣關(guān)系密切,形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu),這進一步證明了秦嶺北部種群在距今較近的地質(zhì)時期由南部種群起源的可能性。
　　研究結(jié)果表明,秦嶺北部分布的大果青扦種群起源于秦嶺南部種群,更新世時期秦嶺山脈的隆起造成大果青扦種群棲息地的破碎,形成了大果青扦當前的分布格局;而定殖到新的棲息地的小型種群由于瓶頸效應(yīng)和奠基者效應(yīng)發(fā)生強烈的遺傳漂變