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海菜花Ottelia acuminata隶属水鳖科Hydrocharitaceae水车前属Ottelia Pers.,单子叶多年大型水生草本植物,种下6个变种:海菜花原变种Ottelia acuminata(Gagnep.)Dandy var.acuminata,波叶海菜花Ottelia acuminata(Gagnep.)Dandy var.crispa H.Li,路南海菜花Ottelia acuminata(Gagnep.)Dandy var.lunanensis H.Li,靖西海菜花Ottelia acuminata(Gagnep.)Dandy var.jingxiensis H.Q.Wang et S.C.Sun,嵩明海菜花Ottelia acuminata(Gagnep.)Dandy var.songmingensis Z.T.Jiang,H.Li et Z.L.Dao,通海海菜花Ottelia acuminata(Gagnep.)Dandy var.tonghaiensis H.Li,属于濒危物种。现存居群主要分布广西、四川、贵州、云南多地水质较优的河流、湖泊、池塘、水库中。本研究主要通过AFLP分子标记技术筛选5对引物,对海菜花14个居群,5个变种的227个个体的遗传多样性和居群间的遗传分化、遗传结构进行分析研究,部分居群的形态特征统计分析,现存居群生存状况调查,为保护这一濒危物种提供了理论基础和分子证据,主要研究结果如下:1.由于海菜花对生存环境的敏感性,受到湖泊污染、湿地破坏、食草性鱼类大量引入、过度采摘等多重因素的影响,海菜花分布范围急剧缩小,种群数和植株数量骤减,文献查阅时发现,通海杞麓湖、滇池、石林圆湖、石林月湖、玉溪星云湖的海菜花已经灭绝。实地走访调查时发现生活污染水排放,河畔养殖业发展,沟渠附近大棚种植,河流上游矿物资源开发,温泉村建设造成的水体污染,严重威胁海菜花的生存。除此之外人工填湖造田,水库蓄水建设也致使海菜花数量不断减少。近年来,随着海菜花食用价值的开发,对海菜花疯狂捕捞采集,加速了海菜花的灭绝速度,因而有关海菜花居群的保护策略急需讨论,制定,发布,实施。2.遗传多样性研究分析发现云南省嵩明县的嵩明海菜花遗传多样性指数最低(He=0.0569),表明其遗传变异水平最低;云南省剑川县金华镇文榜村下古楼村龙元洞的海菜花居群遗传多样性水平最高,其Nei’指数为He=0.1134。海菜花居群间的基因流(Nm)值仅为0.2612说明其居群间的基因流较弱。居群间遗传分化系数Gst=0.4898,表明海菜花居群间的遗传多样性分化水平较高。遗传结构进行Nei遗传分化程度检测,发现海菜花居群的遗传一致度介于0.684-0.906之间。Mental-test检测发现R=0.487(P=0.0004),说明海菜花居群的地理遗传距离与遗传距离显著相关。分子方差分析(AMOVA,Analysis of Molecular Variance)显示海菜花居群间遗传多样性水平为69.9%,而居群内个体间的遗传分化水平则仅为30.1%。较低的居群内遗传分化可能和海菜花生活的环境中潭水的深度和水流流速相关,以及海菜花的生物特性传粉繁育体系和种子传播扩散机制,种子萌发的条件,较短距离的种间杂交形成的近交衰退机制,形成海菜花居群内的遗传变异程度较低,河流袭夺和水系分化可能造成了海菜花居群间较高的遗传分化。3.对海菜花形态特征选取了一部分有代表性的性状进行分析,通过采集到的居群标本材料进行整理之后做了比较,有其独立的形态特征的云南省嵩明县黑龙潭(SM)居群,贵州省威宁县草海白家码头(GW)与云南省宁蒗县泸沽湖(LGH)的海菜花居群,在其花柄梗是否具刺,萼片疣突有无上明显区别于其他居群,这和居群遗传结构的结果出现部分一致,很有可能这些形态的多样性是分子分析有效性的可靠性证据,而部分居群的在居群结构分化中存在的差异并没有在这些形态性状中体现,需要进一步的深入研究。4.通过进行居群群体指派分析和PCoA主成分分析,发现海菜花14个居群一共由3个主要的基因池构成,分别是云南和贵州的居群云南省宁蒗县泸沽湖(LGH),云南省丽江市黑龙潭(LJ),云南省鹤庆县新华村黑龙潭(HQ),云南省剑川县金华镇文榜村下古楼村龙元洞(LYD),云南省剑川剑湖(JH),云南省嵩明县黑龙潭(SM),云南省石林县长湖风景区(CH),贵州省威宁县草海白家码头(GW)8个居群构成的第一基因池,广西省的靖西县新金镇下古龙村旧州(DB),靖西县新圩镇更匠屯(JXX),德保县都安乡三合村(JXD),都安县大兴乡(DA)四个居群构成的第二基因池,广西省鹿寨县中渡村响水瀑布(LZ)和广西省永福县百寿镇江西村(YF)两个居群组成第三个基因池。在地理隔离屏障进行遗传隔离分析时发现部分居群间存在不同程度的地理距离隔离屏障,推测可能是地理环境变化活跃,河流改道和逆转事件频繁,促进了海菜花居群间的基因流。同时研究也发现部分居群,虽存在地理隔离屏障却保持共有的基因池。结合历史地理地质事件的和水系变迁的相关研究,我们推测河流袭夺和水系分化是形成这一遗传结构的潜在原因。