水生高等植物在异质水域的遗传变异及它们对扰动的适应

【摘要】穗花狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.)、金鱼藻(CeratophyllumdemersumL.)、黑藻(Hydrillaverticillata(L.f.)Royle)、荇菜(Nymphoidespeltatum(Gmel.)O.Kuntze)等水生高等植物是湿地生态系统植物群落的重要组成成分,由于人类的严重干扰,这些水生植物将面临新的环境条件。本研究采用ISSR分子标记技术对穗花狐尾藻和金鱼藻遗传的多样性及变异进行研究,并模拟洪水和机械扰动探究水生植物对扰动的适应和恢复能力,研究结果如下：1.对采自云南洱海、贵州草海、江苏太湖、湖北洪湖和梁子湖这5个湖泊居群(包括34个亚居群)的177份穗花狐尾藻样品用12条ISSR引物进行遗传分析,发现其扩增多态性带型达到了100%；5个居群的遗传多样性有差异,其中洱海居群的最高,太湖居群的最低；AMOVA分析显示,在总变异中,湖泊居群间的遗传变异占28.14%,亚居群间的变异占17.42%,亚居群内的变异占54.45%,表明大部分变异存在于居群和亚居群内部；湖泊内部亚居群间的遗传分化为洱海最大,草海最小；同一个湖泊内的亚居群遗传距离与地理距离呈正相关,而不同湖泊居群间的遗传距离与地理距离无明显相关关系,这表明地理隔离可能不是遗传分化的主要原因,而可能由于各居群对当地环境因子的长期适应,使穗花狐尾藻居群间发生了定程度的地理分化。2.对采自上述5个湖泊及山东微山湖的这6个湖泊居群(包括33个亚居群)的174份金鱼藻样品用筛选出的9条ISSR引物进行PCR扩增,多态性带型均为100%；6个湖泊居群中,太湖居群的遗传多样性最高,梁子湖的最低；AMOVA分析显示,在总变异中,湖泊居群间的遗传变异占32.50%,亚居群间的变异占21.44%,亚居群内的变异占46.06%,表明大部分变异存在于湖泊居群内部；湖泊内部亚居群间的遗传分化为洱海最高,草海最低；同一个湖泊内的亚居群遗传距离与地理距离呈正相关,而不同湖泊居群间的遗传距离与地理距离无明显相关关系。3.沉水植物黑藻、穗花狐尾藻、金鱼藻在模拟的洪水处理中的生物量及生长率均高于对照组。在这3个物种混合种植的情况下,黑藻具有明显的竞争优势,能够适应实验条件下的洪水；而穗花狐尾藻和金鱼藻却呈现负增长；穗花狐尾藻通过增加植物体内总氮含量来应对洪水,而金鱼藻则主要通过形态的变化来适应水位的波动。4.用三种不同程度的机械干扰处理混合种植的荇菜和穗花狐尾藻。与无干扰的对照处理相比,这三种干扰处理都给穗花狐尾藻的生长带来负面影响,而荇菜可以通过增加根的生物量分配耐受轻度干扰,通过增加叶的生物量分配耐受中度和重度干扰。
【作者】王玲；
【导师】曹前进；
【作者基本信息】华中师范大学，植物学，2014，硕士
【关键词】穗花狐尾藻；金鱼藻；黑藻；荇菜；遗传多样性；扰动；适应；

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