鹽草的克隆性及其種群遺傳效應(yīng)與生態(tài)影響.pdf

1、海草床是全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能最大的生態(tài)系統(tǒng)之一，但由于人類干擾和自然壓力的增強(qiáng)，海草喪失日益嚴(yán)重，喪失逐漸加快，海草床的保護(hù)和恢復(fù)刻不容緩。所有的海草都具有克隆性，而且海草的克隆生長(zhǎng)是海草床維持的重要機(jī)制。
　　 本論文以華南沿海廣泛分布的海草優(yōu)勢(shì)種喜鹽草為研究對(duì)象，了解不同水深下喜鹽草的克隆特征與生物量的變化趨勢(shì)，開發(fā)并篩選喜鹽草物種特異性的微衛(wèi)星標(biāo)記，基于微衛(wèi)星標(biāo)記和克隆特征差異，重點(diǎn)探索克隆特征差異是否影響種群內(nèi)的空間遺傳

2、結(jié)構(gòu)，探究不同生境壓力下小空間尺度內(nèi)遺傳多樣性產(chǎn)生的生態(tài)影響，分析華南沿海喜鹽草種群遺傳結(jié)構(gòu)和優(yōu)先保護(hù)種群。論文得到以下主要結(jié)論：
　　 1.2008年12月，對(duì)廣西合浦4個(gè)最大潮高時(shí)水深存在差異的喜鹽草單生海草床沙背、下龍尾、北暮鹽場(chǎng)和英羅港進(jìn)行喜鹽草克隆特征和生物量的調(diào)查，結(jié)果顯示，喜鹽草的克隆特征與生物量分配的差異與水深密切相關(guān)。
　　 喜鹽草的蓋度和葉片對(duì)密度在這4個(gè)海草床之間不存在顯著差異。然而，在2～9m水深

3、范圍內(nèi)水平莖節(jié)間長(zhǎng)度、葉長(zhǎng)、葉寬、水平莖直徑和分株高度均隨著水深加深而顯著地增大，而當(dāng)水深等于9m時(shí)這些克隆特征值開始下降。4個(gè)海草床中喜鹽草的地上部分生物量和地下部分生物量沒有顯著的差異，但是水深最淺的英羅港海草床中喜鹽草地上部分與地下部分生物量比值顯著高于其它海草床，表明在深水中更多的生物量被貯存于地下部分。
　　 2.采用生物素鏈霉親和素捕獲法開發(fā)并篩選出的10個(gè)多態(tài)性的喜鹽草微衛(wèi)星位點(diǎn)，可以成功用于喜鹽草和小喜鹽草遺傳圖

4、譜的構(gòu)建和種群遺傳學(xué)的研究。
　　 10對(duì)喜鹽草微衛(wèi)星位點(diǎn)在4個(gè)喜鹽草種群80個(gè)DNA樣品中發(fā)現(xiàn)2～12個(gè)等位基因數(shù)，平均每個(gè)位點(diǎn)的等位基因數(shù)為7.1。同時(shí)，10個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記也可以應(yīng)用到小喜鹽草30個(gè)DNA樣品的PCR擴(kuò)增，除了位點(diǎn)HO3、HO20、HO31和HO51，其余位點(diǎn)均具有多態(tài)性，觀察的等位基因數(shù)為2～6個(gè)。
　　 3.基于8個(gè)喜鹽草微衛(wèi)星位點(diǎn)，我們比較了克隆特征差異顯著的廣西下龍尾種群(似游擊型生長(zhǎng))和英羅港

5、種群(似密集型生長(zhǎng))在20×40m范圍的空間遺傳結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，兩個(gè)種群均存在顯著的空間遺傳結(jié)構(gòu)，且克隆性能增強(qiáng)空間遺傳結(jié)構(gòu)，兩個(gè)不同克隆特征的種群空間遺傳結(jié)構(gòu)存在差異。
　　 在包括所有采樣單元的分株水平、中心基株水平和隨機(jī)基株水平上兩個(gè)種群均存在顯著的空間遺傳結(jié)構(gòu)，表明兩個(gè)種群的基因擴(kuò)散均受到了限制。兩個(gè)種群分株水平上的空間遺傳結(jié)構(gòu)均強(qiáng)于基株水平，下龍尾種群分株水平在0～2m的遺傳關(guān)聯(lián)系數(shù)(rij)顯著大于基株水平，英羅港種

6、群分株水平在2～4m的遺傳關(guān)聯(lián)系數(shù)(rij)顯著大于基株水平，在0～45m隨距離增大分株水平的遺傳相關(guān)性大于基株水平的趨勢(shì)越不明顯。
　　 兩個(gè)種群都有很高的克隆豐富度，但下龍尾種群(0.799)高于英羅港種群(0.697)，英羅港種群的大克隆數(shù)是下龍尾種群的2倍多，克隆子界是下龍尾種群的4倍多。在分株和基株水平上英羅港種群的空間自相關(guān)程度均比下龍尾強(qiáng)。英羅港種群顯著的遺傳相關(guān)系數(shù)存在的空間距離范圍在分株水平和基株水平分別0～8

7、m和0～6m，而下龍尾種群分別為0～6m和0～4m?？傮w空間遺傳結(jié)構(gòu)的差異在分株和基株水平上均不顯著，但是兩個(gè)種群分株水平上的遺傳相關(guān)性在0～2m存在顯著的差異。
　　 4.2009年6月我們?cè)趶V西下龍尾和英羅港海草床不同樣帶的不同潮帶分別設(shè)置27個(gè)和32個(gè)1×1m樣方，從每個(gè)樣方采集25個(gè)左右的采樣單元，使用7個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)分析了樣方內(nèi)喜鹽草基因型多樣性水平，分別于夏季和冬季觀察了樣方內(nèi)喜鹽草的葉片對(duì)密度、蓋度和附著生物生物量，

8、結(jié)果分析表明喜鹽草基因型多樣性能夠產(chǎn)生正的生態(tài)效應(yīng)。
　　 夏季喜鹽草的各項(xiàng)生態(tài)指標(biāo)均大于冬季觀察值。夏季和冬季附著生物生物量與喜鹽草基因型豐富度之間不存在顯著的相關(guān)性。在夏季，喜鹽草的葉片對(duì)密度和蓋度與基因型豐富度均不存在顯著的線性關(guān)系。而在冬季，喜鹽草的葉片對(duì)密度和蓋度均隨著基因型豐富度的增加而顯著增大，附著生物生物量也隨著克隆雜合性的增加而顯著增大，而且基因型豐富度、克隆雜合性與環(huán)境因素對(duì)喜鹽草生長(zhǎng)具有顯著的交互作用，當(dāng)環(huán)

9、境存在差異時(shí)基因型豐富度對(duì)喜鹽草生長(zhǎng)的影響變得更為重要。
　　 5.以10個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)對(duì)華南沿海10個(gè)喜鹽草種群291個(gè)樣品進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，10個(gè)種群具有很高的遺傳多樣性(R=0.90±0.05，HE=0.459±0.050)，種群間的遺傳分化程度也很高(GST=0.324)。
　　 采用STRUCTURE和UPGMA方法對(duì)10個(gè)喜鹽草種群進(jìn)行聚類分析的結(jié)果一致，10個(gè)種群聚成兩個(gè)類群，海南北港種群、廣東流沙灣種群和

10、廣西英羅港種群聚為一個(gè)類群，而海南東海岸的東郊椰林、龍灣港、新村港及西海岸的新隆村種群和廣西的沙背、下龍尾、北暮鹽場(chǎng)種群聚在一個(gè)類群。洋流是喜鹽草種群間基因流的主要途徑，在10個(gè)種群未發(fā)現(xiàn)顯著的距離隔離效應(yīng)，但是大類群中7個(gè)種群的遺傳分化隨最短洋流距離的增大而顯著增大。采用MIGRATE估算種群間的遷移，發(fā)現(xiàn)同一類群種群間的遷移擴(kuò)散比不同類群種群間的遷移擴(kuò)散大。因此，洋流距離的隔離效應(yīng)和洋流受阻可能導(dǎo)致種群間遷移擴(kuò)散受限，產(chǎn)生種群間較大