昌化江河谷隔离对海南岛特有植物盾叶苣苔遗传多样性的影响
发布时间：2021-11-20 06:09
为评估盾叶苣苔的遗传多样性与遗传分化格局,探索影响盾叶苣苔遗传变异地理分布的因素,该研究采集盾叶苣苔（Metapetrocosmea peltata） 11个种群172份材料,通过PCR扩增和测序分析核糖体转录间隔区（ITS）序列的变异式样。结果表明:（1）盾叶苣苔物种水平的遗传多样性很高（HT=0.998,π=0.023 5）,种群间基因流很弱（Nm=0.04）且存在强烈的遗传分化(GST=0.375)。（2）单倍型分析显示,盾叶苣苔的单倍型大多是种群特异的,仅白马岭与南茂岭种群有共享单倍型。（3） Mantel test表明,遗传距离和地理距离存在一定相关性（相关系数r=0.322,P=0.010）。（4） Structure聚类分析将盾叶苣苔划分为6种遗传成分,其地理分布与昌化江河谷导致的隔离样式基本一致,基于Nei遗传距离的种群聚类分析支持这一结果,显示盾叶苣苔遗传多样性的分布受到昌化江河谷的隔离作用。（5） AMOVA分析确定67%的变异来自地区间,表明地理隔离是盾叶苣苔种群分化的重要因素。这表明昌化江及其支流...
【文章来源】：广西植物. 2020,40(10)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
盾叶苣苔种群单倍型的组成与地理分布
本研究中，昌化江河谷将海南岛中南部山地分割，形成山地内部彼此隔离的地理格局。隔离将减弱甚至阻断基因交流，是种群遗传分化的主要原因(Slatkin,1987;Ouborg,1999;Manel et al.,2003)。通常GST>0.25，表明种群间有很强的遗传分化(Buso et al.,1998)。盾叶苣苔的GST=0.375，显示不同地理种群存在强烈的遗传分化。基因流可以降低种群分化，如果基因流较弱(Nm<1)，就不能抵挡由隔离引起的种群趋异(Slatkin,1985)。盾叶苣苔生长在林下、溪边及石缝中，植株矮小，其花粉和种子传播的距离很有限。加之昌化江河谷的隔离作用，不同地理种群发生基因流的可能性较小。本研究估计盾叶苣苔的基因流Nm=0.04，远小于1，显示种群间基因交流很有限，这与盾叶苣苔种群存在强烈遗传分化的结果一致。Structure分析确定了6种遗传成分，其中4种(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)分布在昌化江以北，成分Ⅴ和Ⅵ分布在昌化江的西南与东南，同侧种群因山谷与昌化江支流的隔离作用而进一步分化为不同的遗传成分。单倍型网络和种群聚类分析揭示，分布在昌化江东南的盾叶苣苔与其余种群有较大的遗传分化。昌化江河谷阻断了东南种群与北部种群的基因交流，而五指山与仙安石林间的山谷导致东南与西南两地种群隔离，形成昌化江以北、东南和西南三地彼此隔离的地理格局。盾叶苣苔6种遗传成分的地理分布，以及地理种群的聚类关系与海南岛中南部山地的隔离样式大致吻合，进一步证实海南岛昌化江河谷造成的地理隔离是导致盾叶苣苔遗传分化的重要原因。邢婀娜等(2018)利用ITS序列变异研究海南特有种毛花马铃苣苔(Oreocharis dasyantha)遗传变异的水平与地理分布，结果发现毛花马铃苣苔在昌化江河谷两侧有较明显的分化，推测隔离是河谷两侧种群遗传趋异的主要原因。苦苣苔科植物受到地理隔离的影响容易发生明显的遗传分化，如报春苣苔属中国特有种牛耳朵(Primulina eburnea)生长在中国西南部的石灰岩地区，有东西两个主要分布区，间隔距离大约200 km。Gao et al.(2015)发现西部与东部的牛耳朵种群存在明显分化(FST=0.665)，认为地理隔离是导致东西两地种群出现遗传分化的重要因素。综上所述，本研究揭示盾叶苣苔遗传变异的地理分布与海南山地的隔离样式基本一致，表明地理隔离是促使盾叶苣苔遗传分化格局形成的重要因素。图3 不同K值的Delta K变化图(A)和K=6对应的Structure结果图(B)
不同K值的Delta K变化图(A)和K=6对应的Structure结果图(B)
本文编号：3506729
【文章来源】：广西植物. 2020,40(10)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
盾叶苣苔种群单倍型的组成与地理分布
本研究中，昌化江河谷将海南岛中南部山地分割，形成山地内部彼此隔离的地理格局。隔离将减弱甚至阻断基因交流，是种群遗传分化的主要原因(Slatkin,1987;Ouborg,1999;Manel et al.,2003)。通常GST>0.25，表明种群间有很强的遗传分化(Buso et al.,1998)。盾叶苣苔的GST=0.375，显示不同地理种群存在强烈的遗传分化。基因流可以降低种群分化，如果基因流较弱(Nm<1)，就不能抵挡由隔离引起的种群趋异(Slatkin,1985)。盾叶苣苔生长在林下、溪边及石缝中，植株矮小，其花粉和种子传播的距离很有限。加之昌化江河谷的隔离作用，不同地理种群发生基因流的可能性较小。本研究估计盾叶苣苔的基因流Nm=0.04，远小于1，显示种群间基因交流很有限，这与盾叶苣苔种群存在强烈遗传分化的结果一致。Structure分析确定了6种遗传成分，其中4种(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)分布在昌化江以北，成分Ⅴ和Ⅵ分布在昌化江的西南与东南，同侧种群因山谷与昌化江支流的隔离作用而进一步分化为不同的遗传成分。单倍型网络和种群聚类分析揭示，分布在昌化江东南的盾叶苣苔与其余种群有较大的遗传分化。昌化江河谷阻断了东南种群与北部种群的基因交流，而五指山与仙安石林间的山谷导致东南与西南两地种群隔离，形成昌化江以北、东南和西南三地彼此隔离的地理格局。盾叶苣苔6种遗传成分的地理分布，以及地理种群的聚类关系与海南岛中南部山地的隔离样式大致吻合，进一步证实海南岛昌化江河谷造成的地理隔离是导致盾叶苣苔遗传分化的重要原因。邢婀娜等(2018)利用ITS序列变异研究海南特有种毛花马铃苣苔(Oreocharis dasyantha)遗传变异的水平与地理分布，结果发现毛花马铃苣苔在昌化江河谷两侧有较明显的分化，推测隔离是河谷两侧种群遗传趋异的主要原因。苦苣苔科植物受到地理隔离的影响容易发生明显的遗传分化，如报春苣苔属中国特有种牛耳朵(Primulina eburnea)生长在中国西南部的石灰岩地区，有东西两个主要分布区，间隔距离大约200 km。Gao et al.(2015)发现西部与东部的牛耳朵种群存在明显分化(FST=0.665)，认为地理隔离是导致东西两地种群出现遗传分化的重要因素。综上所述，本研究揭示盾叶苣苔遗传变异的地理分布与海南山地的隔离样式基本一致，表明地理隔离是促使盾叶苣苔遗传分化格局形成的重要因素。图3 不同K值的Delta K变化图(A)和K=6对应的Structure结果图(B)
不同K值的Delta K变化图(A)和K=6对应的Structure结果图(B)
本文编号：3506729
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