內(nèi)蒙古中東部草原克氏針茅遺傳多樣性和生態(tài)適應(yīng)性研究.pdf

1、克氏針茅是內(nèi)蒙古中東部草原重要的建群種，以它建群的群落不僅是內(nèi)蒙古中東部地區(qū)重要的草場(chǎng)，而且是京津地區(qū)綠色屏障的組成成份，具有不可忽視的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)意義。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，由于人類活動(dòng)的影響，克氏針茅草原退化加劇甚至部分群落已經(jīng)消失，同時(shí)又由于近年來(lái)人們對(duì)物種多樣性及其保護(hù)的重要性的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入，因而對(duì)克氏針茅生態(tài)適應(yīng)性以及遺傳特性的研究就顯得非常必要。 本文首先在形態(tài)和生理層次上探討了克氏針茅對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性，然后采用RAPD

2、技術(shù)研究了克氏針茅種群的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)并探討了遺傳分化與環(huán)境因子的關(guān)系，最后通過(guò)同質(zhì)栽培實(shí)驗(yàn)來(lái)鑒別表型的差異是遺傳因素還是環(huán)境飾變引起的。所得的主要研究結(jié)果如下： 1.克氏針茅各形態(tài)學(xué)性狀在種群內(nèi)和種群間存在大量的變異。與生長(zhǎng)有關(guān)的形態(tài)指標(biāo)在荒漠草原區(qū)有減小的趨勢(shì)，這可能是克氏針茅對(duì)干旱環(huán)境的一種適應(yīng)。 2.基于形態(tài)學(xué)性狀的判別分析結(jié)果表明，種群間的形態(tài)分化是一個(gè)逐漸的過(guò)程。種群所在生境差異較大(小)時(shí)，個(gè)體間分離

3、程度較大(小)。Mantel檢驗(yàn)表明，基于形態(tài)學(xué)性狀的歐氏遺傳距離與地理距離不存在相關(guān)性，而與種群所在生境的氣候因子分異顯著相關(guān)，說(shuō)明當(dāng)?shù)貧夂虻倪x擇作用對(duì)克氏針茅形態(tài)分化起主要作用。 3.不同地理種群克氏針茅的葉片可溶性糖含量、游離脯氨酸含量、有機(jī)溶質(zhì)總量在地理分布上表現(xiàn)出‘兩側(cè)高、中間低’的特點(diǎn)。分布于較干旱環(huán)境下的克氏針茅種群的植株體內(nèi)并沒(méi)有明顯的MDA積累，在一定程度上體現(xiàn)了對(duì)干旱環(huán)境的適應(yīng)性。 4.克氏針茅光系統(tǒng)

4、Ⅱ光化學(xué)效率的高低與生長(zhǎng)期有關(guān)，在返青期較低，而在拔節(jié)期和抽穗期較高。同一生長(zhǎng)期，處于較濕潤(rùn)環(huán)境下的克氏針茅種群的Fv/Fm值高于處于較干旱環(huán)境下的克氏針茅種群。 5.同一生長(zhǎng)期，來(lái)自較干旱環(huán)境中的克氏針茅種群的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)通常高于來(lái)自較濕潤(rùn)環(huán)境中的克氏針茅種群。分布于較濕潤(rùn)環(huán)境下的克氏針茅種群，其凈同化累積值和蒸騰累積值一般較大而水分利用效率較低，即表現(xiàn)出‘高光合、高蒸騰、低水分利用效率’的代謝特點(diǎn)；而分布于較干旱環(huán)境下

5、的克氏針茅種群則表現(xiàn)出‘低光合、低蒸騰、高水分利用效率’的代謝特點(diǎn)。 6.克氏針茅的Nei's遺傳多樣性指數(shù)介于自交植物和異交植物之間，高于自交植物的平均值，低于異交植物的平均值?？耸厢樏┓N群間的遺傳分化高于其它多年生異交植物，稍低于自交植物的平均值。這些與其風(fēng)媒異交的繁殖特性不符?？耸厢樏┑姆N群遺傳多樣性與當(dāng)?shù)氐慕邓头e溫等氣候因子顯著相關(guān)。 7.克氏針茅不同地理種群間的遺傳分化與種群地理距離之間不存在顯著相關(guān)性，但與

6、種群所在生境間的氣候分異顯著相關(guān)。生境的斑塊化對(duì)克氏針茅種群間的遺傳分化影響顯著。 8.利用形態(tài)學(xué)標(biāo)記和RAPD標(biāo)記對(duì)克氏針茅種群遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，均得出多數(shù)變異存在于種群之內(nèi)，而只有少數(shù)變異存在于種群之間的結(jié)果?？耸厢樏┓N群間的遺傳分化是顯著的。盡管環(huán)境選擇對(duì)克氏針茅各自種群間的分化起主導(dǎo)作用，但對(duì)于形態(tài)分化和RAPD遺傳分化兩個(gè)方面而言，對(duì)它們起決定作用的選擇力是不同的，也可以說(shuō)同種選擇力對(duì)它們作用的程度是不同的。