川西南金荞麦种群形态差异与不同生境影响研究

发布时间：2020-03-29 14:04

【摘要】：金荞麦(Fagopyrumcymosum(Trev.)Meisn.)是蓼科荞麦属多年生草本植物,其形态差异变化一直是其种性特征及分类地位的争论热点。鉴于此,本研究通过调查川西平原(温江和锦江)、四川盆周西缘(雅安)及横断山脉(龙肘山和螺髻山)三种不同生境中五个样区,对金荞麦种群的垂直分布、密度、形态特征、环境影响因子以及基于核基因ITS和叶绿体基因matK两种分子标记的系统进化树建立,研究不同生境条件下金荞麦的形态学特征及其分子标记变化的异同,以期对金荞麦的种群关系与分类提供理论依据。主要结果如下:1、形态学分析发现:金荞麦形态特征具有较大差异,具体表现为从川西平原到雅安一直到横断山脉,随海拔的升高,叶片逐渐变小,叶形则由卵圆形、三角形逐渐变为三角形、戟形,叶片逐渐变厚,株高变矮,茎粗变细;此外,横断山脉以及雅安的金荞麦能够完成开花、结实,川西平原的金荞麦种群都只能成花,不能结实。三种不同生境区域金荞麦的花器官均表现出雌雄蕊不等长,存在两种类型:雌蕊长于雄蕊(L型)和雌蕊短于雄蕊(S型),且两种类型产生的种子具有较大差异:L型种子呈现锐三棱锥形;而S型种子呈现钝三棱锥形。说明种子和花生殖器官具有相对较高的遗传稳定性。2、通过对金荞麦营养器官与生境因子的相关性分析发现:金荞麦株高与海拔(-0.363~(**))呈极显著负相关,与无霜期(0.240~*)呈显著正相关,与年平均气温(0.437~(**))呈极显著正相关;叶片长与年日照时数(-0.264~*)呈显著负相关,与海拔(-0.303**)和年平均气温(-0.351~(**))呈极显著负相关,与年均降水量(0.384~(**))呈极显著正相关;叶宽和海拔(-0.067~*)、年日照时数(-0.097~*)呈显著负相关。表明金荞麦部分营养器官的形态学特征差异与生境因子的差异有显著的相关性。3、基于核基因ITS和叶绿体基因matK对三个区域生境不同形态的金荞麦作系统进化树分析发现:不同区域生境中金荞麦种群植株各个体,雌蕊长于雄蕊的或雌蕊短于雄蕊的都各自聚为一类。在长期的自然选择下,金荞麦种群中演化出了两种不同的类型,在分子水平发生了显著的差异,但这种差异是否达到变种或亚种的水平仍需进一步的分子生物学、生殖生物学、细胞生物学证据的支持。
【图文】：

用单反相机拍摄金荞麦并记录采样点生境情况；根据《中国植物志》《中国荞麦》等著作对金荞麦的外表形态特征进行记载描述；在调查取样时，相同生境下，选择同一阳坡或阴坡较典型的金荞麦群体选择有代表性的植株随机调查、取样、拍照。在同一生境内 20 m2（5 m×4 m）的面积范围内考察金荞麦植株数量（种群密度），分别按 20 株以下、20-40、40-60、60-80、80 以上分 5 个等级[87]。其中川西平原的锦江区（104°6′55″E-104°7′11″E，30°33′58″N-30°34′3″N）和温江区（103°53′33″E-103°53′38″E，30°41′13″N-30°41′4″N）各采集野生金荞麦30 株，共计 60 株样本，编号 CD；盆周西缘的雅安市（102°59′35″E，29°58′43″N）采集野生金荞麦 60 株，编号 YA；横断山脉的普格县螺髻山金荞麦（100°3′23″E-100°21′44″E，27°10′34″N-27°41′54″N）（编号 LJS，样本数 60 株）和会理县龙肘山金荞麦（102°26′07″E -102°11′35″E，26°37′26″N-26°77′11″N）（编号 LZS，样本数 60 株）。同时采集不同花柱类型金荞麦产生的成熟期的种子籽粒装进信封带回实验室保存观察。

图 7 川西南金荞麦花器官的不同花柱类型Fig.7 Flowers from L type and S type注：a 为长花柱(长雌蕊)，b 为短花柱(短雌蕊)Note: a indicated L type,b indicated S type育性及种子形态特征分析原的锦江和温江未发现种子外，在雅安、龙肘山、螺麦种子里，成熟期种子粒色有黑色和棕色 2 种，果实，外皮粗糙，无光泽。具有三棱脊，果皮表面有网状般为绿色，形状一般为凹瘪的三棱锥形或三棱锥形。，宽 4.47 ±0.84mm，螺髻山种子长 6.61 ±0.33a mm，，宽 子长 6.64 ±0.33a mm，宽 5.10 ±0.25mm，三个地区的表 13 可知，种子长短与生境因子的相关性不显著，
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S517

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本文编号：2606074