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杜鹃花属(Rhododendron)植物种间有着丰富的遗传变异,表型变异并不能完全或真实地反映遗传变异,需要利用信息大分子(DNA)的变化来评价其亲缘关系及系统发育。当年生小枝作为一个独立的构件单元,是植物体上最有活力的部分之一,具有重要的生态学意义。本文以杜鹃为材料,首先全面分析了杜鹃花属种间亲缘关系和小枝功能性状间的关系(异速生长),然后对小枝水平功能属性间的关系进行系统独立比较分析研究,同时验证小枝异速生长关系。
选取23种杜鹃花属植物为材料,利用ISSR分子标记手段对其种间的亲缘关系进行研究和评价,结果发现:1)ISSR位点变异丰富。通过10条ISSR随机引物对供试的混合DNA样品进行分析,共检测到207个标记,其中多态性标记为197个,多态百分率为95.17%,种间表现出丰富的遗传多样性;2)对ISSR产物进行统计分析的聚类分析结果同传统分类的结果基本一致。说明,ISSR分子标记技术在构建系统发育树方面具有较高的成熟性和可靠性。
本研究还对42种杜鹃花属植物小枝的功能属性进行了异速生长分析,结果发现:1)小枝大小对叶片生物量分配比率的影响不显著,SMA斜率为1.040(95%的置信区间(CI)=0.998~1.085);但是,小枝越大,叶柄生物量分配比例越高(SMA斜率为1.245,显著大于1.0,呈显著的异速生长关系);2)小枝越小,单叶面积越小(支持Corner法则),单位质量小枝所支持的叶面积越大,即具有较小枝条和较小叶片的物种可能具有较高的叶面积支持效率。结果有助于更好地理解亲缘关系十分接近的杜鹃花属植物,在不同生境条件下叶片大小的差异,以及在胁迫生境条件下小叶物种更为常见的原因。
此外,本文利用系统独立比较方法结合传统种间比较方法对23种杜鹃植物小枝进行异速生长分析,其中这23种杜鹃是前两方面研究的共有材料。系统独立比较分析分别依据ISSR得出的系统关系和中国植物志提供的系统关系构建两种系统树。结果表明:1)系统独立比较与种间比较分析得出的相关性结果一致;2)两种系统树所得的独立比较分析结果基本一致,相关性均达到极显著水平,即这两种方法作为构建系统树的依据是一致的。