芦苇的遗传多样性、谱系地理与生态适应研究

发布时间：2021-05-14 18:08

　　芦苇（Phragmites australis）是全球广布的湿地植物,以风媒异交的种子繁殖作为主要扩散方式,并可以进行营养繁殖以在本地迅速扩散。芦苇染色体倍性复杂,遗传多样性高,表型变异丰富,广泛分布在多种湿地生境中,是研究生物入侵、生态适应等生态学问题的重要模式物种。在全球变化的背景下,自然芦苇种群同时存在着入侵和衰退的双重风险,对湿地生态系统的功能和服务造成了潜在的威胁。因此,芦苇的遗传多样性、谱系地理和生态适应研究备受关注。芦苇的生态适应,可以来自谱系分化等早期进化过程带来的本身的预适应,也可以来自本地环境的选择作用造成的本地适应。本研究综合利用野外调查、同质种植园、控制实验等手段获取芦苇植物样本,测定单株地上生物量、株高、比叶面积、叶长等植物功能性状,利用叶绿体trnT-trnL和rbcL-psaI两个DNA片段进行单倍型分析,利用微卫星（SSR）和AFLP标记进行细胞核遗传变异检测,利用MS-AFLP标记进行表观遗传变异（DNA甲基化）检测,对不同尺度、不同区域、不同状态下的芦苇种群进行了遗传多样性分析,揭示中国芦苇的谱系地理格局。在厘清芦苇谱系关系的基础上,并结合已有的地理... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 前言
    1.1 遗传多样性研究进展
        1.1.1 遗传多样性的理论发展
        1.1.2 遗传多样性的影响因素
        1.1.3 遗传多样性的研究手段
        1.1.4 来自表观遗传变异的挑战
    1.2 谱系地理研究进展
        1.2.1 谱系地理学的理论发展
        1.2.2 谱系分化与多倍体化
        1.2.3 谱系分化与基因渐渗
    1.3 生态适应研究进展
    1.4 芦苇研究进展
        1.4.1 芦苇属及芦苇的植物分类学研究
        1.4.2 芦苇的倍性与单倍型
        1.4.3 芦苇的谱系地理研究进展
        1.4.4 芦苇的生态适应研究进展
    1.5 研究目的和意义
第二章 研究区域、实验方法及技术路线
    2.1 研究区域
    2.2 实验方法
        2.2.1 植物功能性状的测定
        2.2.2 DNA分子变异的检测
        2.2.3 遗传多样性和谱系地理的数据分析方法
        2.2.4 生态位模型
        2.2.5 其他数据分析
    2.3 技术路线
第三章 山东省典型湿地芦苇的遗传多样性研究
    3.1 材料与方法
        3.1.1 样本采集
        3.1.2 分子变异检测与数据分析
    3.2 研究结果
        3.2.1 基于叶绿体DNA变异的单倍型分析
        3.2.2 基于植物功能性状的表型变异分析
        3.2.3 基于AFLP和MS-AFLP的遗传与表观遗传变异分析
        3.2.4 基于SSR的遗传变异分析
        3.2.5 表型、遗传、表观遗传及地理距离之间的相关性分析
    3.3 讨论
        3.3.1 芦苇的遗传多样性和遗传结构
        3.3.2 芦苇植物功能性状和表观遗传变异的来源
    3.4 本章小结
第四章 中国芦苇的谱系地理研究
    4.1 材料与方法
        4.1.1 样本采集
        4.1.2 分子变异检测与数据分析
    4.2 研究结果
        4.2.1 单倍型多样性和谱系网络分析
        4.2.2 基于微卫星的谱系分化与倍性比较分析
        4.2.3 基于贝叶斯遗传分配的谱系界定与基因渐渗分析
    4.3 订论
        4.3.1 中国芦苇谱系划分
        4.3.2 中国芦苇谱系地理格局形成的原因
    4.4 本章小结
第五章 中国芦苇谱系的生态位模型研究
    5.1 材料与方法
        5.1.1 数据收集
        5.1.2 生态位模型分析与预测
    5.2 研究结果
        5.2.1 芦苇谱系的气候生态位比较
        5.2.2 芦苇谱系的适生区预测
    5.3 讨论
        5.3.1 芦苇谱系生态位模型的评价分析
        5.3.2 多倍体化驱动的谱系分化在芦苇对气候条件的生态适应中的作用
        5.3.3 气候变化下的芦苇谱系的地理分布
    5.4 本章小结
第六章 北美入侵芦苇的遗传和表观遗传多样性研究
    6.1 材料与方法
        6.1.1 样本采集
        6.1.2 分子变异检测与数据分析
    6.2 研究结果
        6.2.1 芦苇谱系间的DNA甲基化水平比较
        6.2.2 入侵芦苇的遗传和表观遗传多样水平变化分析
        6.2.3 入侵芦苇与本地芦苇的遗传和表观遗传分化分析
    6.3 讨论
        6.3.1 大量表观遗传变异主要依赖于遗传变异
        6.3.2 表观遗传多样性是低遗传多样性下的表型变异来源的补充
        6.3.3 芦苇入侵过程中稳定的表观遗传改变可能并没有发生
    6.4 本章小结
第七章 中国东部芦苇谱系在控制实验下的适应性研究
    7.1 材料与方法
        7.1.1 个体水平的盆栽实验
        7.1.2 种群水平的盐池实验
    7.2 研究结果
        7.2.1 多种同质环境下的芦苇个体表型与遗传变异、表观遗传变异的关系
        7.2.2 水盐异质条件下的芦苇种群遗传多样性的变化
    7.3 讨论
        7.3.1 谱系分化和本地适应在芦苇对盐分的生态适应中的作用
        7.3.2 芦苇的遗传多样性与本地适应
    7.4 本章小结
第八章 结论和建议
    8.1 主要结论
    8.2 创新点
    8.3 政策建议
    8.4 研究展望
参考文献
致谢
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学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[9]河西走廊荒漠地区不同生态型芦苇Rubisco免疫学特性[D]. 李卫霞.兰州大学 2006



本文编号：3186094