蕨類植物若干自然雜交種形成及其分子鑒定技術(shù)研究.pdf

1、蕨類植物作為陸地上古老而復(fù)雜的一大類群，其物種的形成和進(jìn)化備受關(guān)注。由于其復(fù)雜的倍性，和多種繁殖方式，導(dǎo)致自然雜交事件頻繁發(fā)生，然而過(guò)去確定一個(gè)物種是否為雜交種，往往取決于形態(tài)學(xué)上的差異，即通過(guò)直觀的形態(tài)描述，通過(guò)形態(tài)上的過(guò)渡，來(lái)探尋自然雜交種以及其親本起源。但并沒(méi)有將分子數(shù)據(jù)、細(xì)胞學(xué)數(shù)據(jù)廣泛的應(yīng)用到蕨類植物自然雜交種的驗(yàn)證研究中。因此本文選取鱗毛蕨科(Dryopteridaceae)泡鱗亞屬（Dryopteris Subgen.Ery

2、throvariae）中變異鱗毛蕨組（D.Sect.Variae）、泡鱗鱗毛蕨組（D.Sect.Erythrovariae）以及假?gòu)?fù)葉耳蕨組（D.sect.Acrorumohra）的共9個(gè)種作為主要實(shí)驗(yàn)材料，選取兩條葉綠體DNA片段，即演化速率較慢的編碼區(qū)序列rbcL片段和演化速率較快的非編碼序列trnL-F，以及一條低拷貝的核DNA序列PgiC片段作為分子證據(jù)，明確系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系;同時(shí)結(jié)合形態(tài)學(xué)（掃描電鏡下的孢子的形態(tài)、光學(xué)顯微鏡下的氣

3、孔大小、孢子體形態(tài)比較）、生殖生物學(xué)（孢子培養(yǎng)）、細(xì)胞學(xué)（直接壓片法、流式細(xì)胞儀檢測(cè)倍性）等實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究分析，探討自然雜交種的起源和親緣關(guān)系，了解其發(fā)生機(jī)制。首次發(fā)現(xiàn)了德化鱗毛蕨(D.dehuaensis)、黑足鱗毛蕨（D.fuscipes）的雜交起源，以及以裸葉鱗毛蕨（D.gymnophylla）和吉首鱗毛蕨（D.jishouensis）為雙親的自然雜交種，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　德化鱗毛蕨是以霞客鱗毛蕨（D.shiakea

4、na）為母本，變異鱗毛蕨（D.varia）為父本的自然雜交種，其孢子可育，在配子體時(shí)期產(chǎn)生大量頸卵器而未發(fā)現(xiàn)精子器，因此德化鱗毛蕨可能通過(guò)無(wú)融合生殖中的孤雌生殖繁殖下一代;再將實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合倍性分析，發(fā)現(xiàn)德化鱗毛蕨有可能會(huì)成為證明三倍體循環(huán)假說(shuō)的“好”種。
　　黑足鱗毛蕨是以紅蓋鱗毛蕨（D.erythrosora）和闊鱗鱗毛蕨（D.championii）為親本的自然雜交種。然而由于自然雜交種與親本的反復(fù)回交，導(dǎo)致了基因的漸滲，進(jìn)而得

5、到了紅蓋鱗毛蕨、闊鱗鱗毛蕨既可以做父本又可以做母本的結(jié)論;而長(zhǎng)期的基因漸滲也可能會(huì)導(dǎo)致雜交種逐漸純化了來(lái)自雙親的遺傳信息，而趨于“純”種的狀況。
　　結(jié)合裸葉鱗毛蕨和吉首鱗毛蕨的分布區(qū)域，根據(jù)核DNA結(jié)果分析，認(rèn)為在武陵山區(qū)有他們的疑似雜交種所形成的雜交帶;然而結(jié)合葉綠體DNA分析，卻發(fā)現(xiàn)雜交種以及親本之間，三者的分化并不明顯，因此有另外一種可能性存在，即由于基因的漸滲或者染色體倍性的變化，導(dǎo)致了裸葉鱗毛蕨分化為吉首鱗毛蕨和 Dr