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本研究从新疆额尔齐斯河流域两岸及河谷共收集杨属黑杨派、白杨派和青杨派等3大组6个种共83份样本单株,首次对新疆额尔齐斯河流域两岸及河谷天然林杨属种间亲缘关系、银灰杨杂种形成机制、额河杨和新疆杨的分类地位问题,从分子水平进行了比较系统的研究和分析,取得了一系列有重要价值的结论。 (1)SSR分析结果表明,额尔齐斯河流域天然杨属分为两大类群,即黑杨派和青杨派为一类,白杨派为一类,表明黑杨派和青杨派的亲缘关系比较近,而白杨派则较远。聚类分析显示,来自不同地理生境的苦杨种群其遗传结构差异比较显著,但同一种群内其遗传比较接近。由于额河杨与欧洲黑杨位于同一个大的分支,与苦杨有显著的差异,因此把杂种额河杨放到黑杨派是正确的,同时也表明杂种额河杨具有更多的欧洲黑杨的成分。 (2)银白杨种内相似系数为0.70-0.96,欧洲山杨为0.68-0.96,银灰杨为0.50-1.00,表明白杨派三个树种内部均有不同程度的遗传分化,特别是银灰杨更大,来自不同地点的银灰杨种群遗传差异较大的,但种群内分化相对较小。 (3)研究表明,在欧洲山杨分布区未发现有银灰杨种群的存在,这就暗示了银白杨和欧洲山杨的杂交方式,基因渐渗是通过欧洲山杨花粉的传播优先于从银白杨到欧洲山杨。另一种可能是从银白杨向山杨的花粉传播存在某种障碍,如花期不遇等(因二者分布的海拔不同)。研究发现,欧洲山杨的2个单株样本(大东沟H11、哈巴河H41)在总体聚类中,与来自玛拉斯林场基因库的银白杨E11同源性比较高,而与原山杨种群(H12、H41、H42、H43)的遗传差异比较大,这暗示山杨也可能存在接受银白杨花粉的可能。 (4)关于银灰杨的形成机制,在对第1次采集的样本进行SSR结果分析时,由于来自布尔津的种群G11♀和G12♀与山杨位于同一个聚类分支,因此推测银白杨和欧洲山杨基因渗透的方式与欧洲的方式可能不同,存在银白杨向山杨的基因渗透。由于山杨分布区并没有银灰杨与山杨相伴分布的现象,因此要解释布尔津类群的G11♀和G12♀形成的机制,一种可能是在早期地质时期,现在银灰杨分布的区域,银灰杨与山杨和银白杨共同生长在同一区域,只是随着阿尔泰山脉的隆起,造成了今天白杨组内种的分布格局。进一步推测是来自布尔津类群的G11♀和G12♀形成的年代可能远远早于北屯类群的G2♂和G3♂,它们可能均是早期杂种的克隆繁殖后代。基于这一点,进一步推测来自北屯的哈拉希里克种群(G30♀、G31♀)和西柏渡种群(G32♂、G33♂)均可能都