河西走廊四种生态型芦苇适应干旱盐渍生境的分子进化途径研究

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本论文对甘肃河西走廊临泽县的四种生态型芦苇—沙芦(DR),重度盐化草甸芦苇(HSMR),水芦(SR),轻度盐化草甸芦苇(LSMR)适应干旱和盐渍生境的分子进化途径进行了研究。测定了四种生态型芦苇叶片的δ13C值和Na+含量,采用微卫星分子标记(STR)和随机引物标记(RAPD)技术分析了不同生态型芦苇的遗传多样性。结果如下:(1)四种生态型芦苇叶片δ13C值存在显著差异。其中DR的δ13C值最高(-25.933)。其次δ13C值按LSMR(-26.186),SR(-26.405),HSMR(-26.632)的顺序依次降低。DR的δ13C值与其他生态型芦苇之间的差值最大,水份因子可能是影响DR分化的的主要因素。(2)叶片中Na+含量最高的是HSMR,Na+含量为22.8667%;Na+含量最低的是SR,Na+含量为3.9125%。HSMR的Na+含量与其他生态型芦苇之间的差值最大,盐分可能是影响HSMR分化的的主要因素。(3)从10对微卫星标记引物中筛选出7对引物共获得38个基因位点,其中多态性位点34个,平均多态性水平为89.5%;四种生态型芦苇的遗传距离在0.06973和0.24613之间。叶绿体基因组非编码区域虽然有较快的进化速度,但本论文中对芦苇叶绿体基因组非编码区的STR分析并不能有效揭示河西走廊不同生态型芦苇之间在多环境因子作用下的进化关系。(4)从20条随机引物中筛选出9条PCR产物多态性较好的引物进行分析,共获得基因位点106个,其中多态性位点数为106,平均多态性水平为100%;四种生态型芦苇的遗传距离在0.05581和0.34226之间。RAPD的分析结果与本实验室以形态和生理特征对河西走廊不同生态型芦苇的生态型划分标准十分吻合,以RAPD分析芦苇基因组的变异可以有效的揭示河西走廊不同生态型芦苇的进化关系。结合生理和分子标记分析结果可以得出河西走廊四种不同生态型芦苇的进化方向是:从SR到LSMR到HSMR,最后形成DR。RAPD分析结果显示,DR与其他三种生态型芦苇之间的遗传距离最大,因此,水份可能是影响不同生态型芦苇进化的主要环境因子,盐分次之。
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