河流和山脉常被认为是影响植物地理分布格局的重要因素,东北地区山脉河流众多,影响着该地区水生植物的种群遗传结构和遗传分化。本文以东北地区分布的两种黑三棱—线叶黑三棱和短序黑三棱为研究对象,利用3个叶绿体基因片段、2个核基因片段和5个微卫星位点,研究其谱系地理和克隆繁殖,主要结果如下:短序黑三棱和线叶黑三棱的遗传多样性水平较低。两种黑三棱之间,短序黑三棱在叶绿体基因片段上的遗传多样性要高于线叶黑三棱,而线叶黑三棱在核基因片段和微卫星位点上的遗传多样性要高于短序黑三棱。这可能是叶绿体DNA是母系遗传,核DNA是双亲遗传,而短序黑三棱和线叶黑三棱具有不同的进化历史和有性繁殖方式导致的。分子方差分析的结果显示线叶黑三棱的遗传变异主要存在于种群内,而短序黑三棱叶绿体的遗传变异主要存在于种群间,短序黑三棱种群之间遗传分化水平要高于线叶黑三棱。这可能与两种黑三棱不同的有性繁殖方式和生活型有关。分子方差分析、遗传分化系数比较和STRUCTURE分析都表明两种黑三棱在东北地区没有明显的谱系地理结构,其基因谱系的地理分布与水系不一致,表明水系之间的山脉不是其基因交流的屏障,不同水系之间存在基因交流。线叶黑三棱和短序黑三棱的克隆多样性较低,表明种群的克隆繁殖比例较高,有性繁殖的比例较低;线叶黑三棱的近交系数小于0,表明其有性繁殖以远交为主,而短序黑三棱的近交系数大于0,表明其有性繁殖以自交和近交为主,这也与其花序特征一致。综上所述,短序黑三棱和线叶黑三棱的遗传多样性水平较低,短序黑三棱种群之间遗传分化水平要高于线叶黑三棱;两种黑三棱的克隆繁殖比例较高,线叶黑三棱的有性繁殖以远交为主,而短序黑三棱则以自交和近交为主;两种黑三棱在东北地区没有明显的谱系地理结构。本文为东北地区水生植物谱系地理研究提供了案例,其结果有助于我们了解东北地区水生植物的进化历史。