苔藓植物DNA C-值测定及其变异特点分析

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DNA C-值是一个重要的生物学概念,并具有一定的生物学、生态学意义。随着植物DNA C-值数据的积累,基于DNA C-值资料的研究领域也在不断扩大和加深。因此,通过测定获得更多植物的DNA C-值,对于更加全面的了解DNA C-值在植物类群中的分布规律,以及可能的生物学、生态学和进化上的意义是必须的。但是有关苔藓植物的DNA C-值研究工作才刚刚起步,国内还没有关于这方面的研究报道。本文测定了44个科157个种苔藓植物的DNA C-值。统计了测定的苔藓植物的DNA C-值在不同类群、不同地理区域的分布规律,以其为更加系统全面地了解DNA C-值的生物学和生态学意义提供基础资料。主要结果如下:1.优化了以小立碗藓为标样的苔藓植物DNA C-值测定方法,本文考虑到小立碗藓具有内多倍化现象,为了清晰明确的区分样品和标样的峰值,所以采用外标法测定,实验比较发现外标法与内标法的实验结果没有明显差异。2.比较了样品存放时间对测定结果的影响,结果发现22个样品中有10个样品没有表现出明显差异,12个样品表现出明显差异。整体上标本存放的时间都会使第二次测定结果比第一次测定结果小。3.测定了中国浙江、四川及少部分上师大学校植物园地区的44个科157个种苔藓植物的DNA C-值,其中苔类植物12个科18个种,藓类植物有32个科139个种。苔类植物的DNA C-值的平均值为0.542pg,以普陀山采集的柱萼苔(Alobiellopsis parvifolius)最小为0.444pg,以四川省泸定县采集的中华羽苔(Plagiochila chinensis)最大为0.635pg;藓类植物平均的DNA C-值为0.529pg,其中以浙江嵊山采集的钝叶蓑藓最小为0.398pg,以学校组培室培养的暖地大叶藓最大是为0.860pg。以上数据丰富了苔藓植物DNA C-值数据库,加深了人们对于苔藓植物种间和种内DNA C-值变异的认识。4.44个科157种苔藓植物DNA C-值平均为0.530pg。以科为单位,以薄罗藓科的DNA C-值最大,为0.743pg,柳叶藓科DNA C-值的最小,为0.437pg,前者约是后者的1.70倍。44个科中,测定的种数超过3种的共有25个科。对这25科之间的DNA C-值差异性分析发现,有17个科的DNA C-值与其他科的没有统计学上的显著差异,仅在白发藓科(Leucobryaceae Schimp.)、垂枝藓科(Rhytidiaceae Broth)、绢藓科(Entodontaceae Kindb)、木灵藓科(Orthotrichaceae Arn.)、曲尾藓科(Dicranaceae Schimp.)、提灯藓科(Mniaceae Schwaagr.)、珠藓科(Bartramiaceae Schwagr.)和紫萼藓科(Grimmiaceae Arn.)这八个科的部分“科对”之间,它们的DNAC-值存在显著或极显著差异。5.对15个科(每科测定了5种以上)的苔藓植物DNA C-值的种间差异进行了单因素方差分析,发现除了缩叶藓科(P=0.109)、真藓科(P=0229)、灰藓科(P=0.054)和绢藓科(P=0.250)外,其余的11个科的种间DNAC-值均存在极显著差异(P<0.05)。6.测定的157种苔藓植物中,有2个以上生境或地理来源的共有91种。在这些种范围内,应用单因素方差分析比较了同一种苔藓植物不同来源样本的DNA C-值差异,可以看出种内DNA C-值变异情况在不同种之间呈现很大的差异。其中有18种的苔藓植物,它们种内的DNA C-值存在极显著差异(P<0.01),约占参与比较的41种苔藓植物的44%;其中有8种的苔藓植物,种内DNA C-值存在显著差异(P<0.05),约占参与比较的41种苔藓植物的20%;其中有3种的苔藓植物,种内DNA C-值有所差异(P<0.1),约占参与比较的41种苔藓植物的7%;其余12种的种内DNAC-值没有统计学上的差异,约占参与比较的41种苔藓植物的29%。7.分别以41个种不同地理来源的91份样本和总的207份样本的苔藓DNA C-值的测定结果为分析数据,借助Excel分析不同海拔上的苔藓植物DNA C-值变化特点,可以看出苔藓植物DNA C-值与分布的海拔略呈正相关关系。其中在遗传背景相对一致的类群中,这种正相关关系表现得更明显些(P<0.2)。
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