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东亚七筋姑隶属于百合科黄精族,为多年生森林草本植物。由于其分布区内不同的细胞型共存(有二倍体和四倍体两种细胞型,四倍体的分布较为狭窄,镶嵌在二倍体分布区内),因而非常适合于研究多倍体的起源及分化。利用叶绿体微卫星标记,对该种的遗传多样性及遗传分化做了具体的分析,并在此基础上研究了东亚七筋姑四倍体与二倍体的分化,初步探讨了四倍体的起源、扩散及可能的进化路线。
本研究采集了19个居群(其中四倍体5个居群)进行遗传多样性研究。研究结果显示在11对cpSSR引物的扩增产物中,有7对引物的扩增产物具有多态性,多态位点的百分率(PPB)为63.64%,平均多态信息含量为0.2925。19个居群中只在BSLZ和ZKQ两个居群中检测到居群内变异,平均每个位点的有效等位基因数(ne)为1.4978,基因多样度(He)为0.2633,Shannon多样性指数(Ⅰ)为0.3891,表明七筋姑的遗传多样性水平并不高,属于中度水平。Shannon指数(H<,st>)、Neis基因多样性指数(G<,st>)以及AMOVA分析得到的φ<,st>,值均达到99%以上,说明其遗传差异主要集中于居群间。这可能是主要由于冰期后七筋姑生殖策略重心的改变,以及基因交流的限制所引起的。
POPGEN32的分析显示四倍体的各项遗传多样性指标略微低于二倍体;AMOVE分析显示,有21.56%的遗传变异存在于不同倍性居群之间,说明不同倍性的居群间产生了一定的遗传分化。但是在遗传多样性分析中(UPGMA树),四倍体并没有单独的成为一支,而是分别与其地理位置邻近的二倍体聚在一起;在单倍型的NJ树中也具有类似的情况。这可能由于七筋姑特殊的大孢子发育方式使二倍体与四倍体杂交后易出现败育,在一定程度上限制了不同倍性种群间的叶绿体基因渗透,从而造成不同倍性之间出现分化。
此外,通过遗传多样性和叶绿体基因的单倍型分析,得出以下结论:七筋姑四倍体至少存在3个起源地:一个位于日本附近,一个位于中国境内的秦巴山区,另一个则位于横断山脉。由于分析方法的限制,目前还无法确定西藏(喜马拉雅)的四倍体是否为独立起源。