水榆花楸种群变异与谱系地理研究
发布时间：2021-10-24 18:34
水榆花楸[Sorbus alnifolia（Sieb.et Zucc.）K.Koch]隶属于蔷薇科（Rosaceae）花楸属（Sorbus L.）,是早春观花的优良木本植物资源,为我国花楸属单叶类群中分布最广的树种;野生状态下分布星散,近年来由于生境破碎化,多数种群处于渐危状态,种质资源保护与利用严重滞后。同时表型变异丰富,种与变种的界定和分类存在较大争议。本文在水榆花楸生存环境的群落学研究基础上,利用地理信息技术结合生态位模型研究了其适生群落环境结构及地理分布特征;同时采用形态标记和分子标记手段研究了水榆花楸的种群变异,探讨了其分类地位;并结合水榆花楸不同群体间的谱系地理演化关系,研究其遗传变异的时空格局,以及遗传漂变、分化和环境因素对水榆花楸遗传变异与演化分布的影响,以期为水榆花楸的种质资源保护与合理开发利用提供科学的理论依据。主要研究结果如下:（1）水榆花楸的适生生境及群落学特征对水榆花楸所处13个群落130个样方进行了调查,记录共有维管束植物105科、265属、452种;群落区系组成具有明显的温带区系地理成分特征,主要以北温带和东亚北美间断分布类型为主,表现出较为强烈的温带起源...
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同地区水榆花楸群落植物区系R/T值
21中亚分布有突出表现，而相对缺乏旧世界热带以及温带亚洲等成分，群落区系地理成分较为简单，应当与居群所处的地理位置和生境条件有关。图2-1不同地区水榆花楸群落植物区系R/T值Fig.2-1theR/TvalueofSorbusalnifoliacommunitesindifferentareaR/T值是热带分布属数目与温带分布属数目之比，可以反映地理空间热带成分和温带成分的变化，指示植物分布受地理环境影响的程度（马克平和高贤明，1995）。因此，用热带与温带区系成分的比值来确定13个群落植物区系之间的相关性，并用R/T值来测算各区系的过渡性特征可知，福建省与江西省群落的R/T值均大于1，表明其区系成分温带性明显低于热带性；而北纬30°以上的群落的R/T值均低于1，说明其热带性区系成分明显高于温带成分（图2-1）。有研究指出随着纬度的不断增高，热带分布类型降低，R/T值降低，温带性质愈加强烈（钟理等，2010）。由此可以判断，水榆花楸的分布范围主要以温带性质区域为主。2.2.3基于TWINSPAN的群落分类依据中国植被的分类原则和系统，参考群落物种的重要值采用双向指示分析法选取4级水平划分对13个水榆花楸群落进行分类，根据群落优势种命名将群丛分类，130个样方分为16个群丛（图2-2，表2-4）。图层中前三级方框内数字代表样方数，第四级数字代表群丛编号1-16。图2-2水榆花楸样方TWINSPAN分类图Fig.2-2TheTWINSPANclassificationofSorbusalnifoliaplots
24图2-3基于TWINSPAN分类的13个水榆花楸群落的聚类分析Fig.2-3Theclusteranalysisof13SorbusalnifoliacommunitesbasedonTWINSPANclassification2.2.4DCCA群落样方排序DCCA作为排序分析的方法是以除趋势对应分析（DCA）为基础，结合典范对应分析（CCA）而形成的新的群落排序方法，作为目前最常用的排序方法，它具有同时结合多个环境因子且包含的信息量大的优点（张金屯，2011），只需要通过一次多元线性回归结合回归系数等进行计算，将环境因子、样方数据等投射于排序轴的坐标平面上，同时独立完成分类，结果显示更加直观、全面、科学，也更具有生态意义（张金屯，1992）。而DCA和CCA分类方法无法同时做到。水榆花楸生存群落类型与环境因子的DCCA排序法分析可知（表2-5、图2-4），前2个排序轴群落和环境的相关系数分别为0.785和0.765（表2-5）。从群落看，前2个排序轴的相关系数仅有0.014，累计贡献率51.2%；从环境看，前2个排序轴的相关系数仅有0.013，累积贡献率79.6%。同时用软件进行蒙特卡罗检验反映群落和环境在所有排序轴上均呈极显著相关，因此采用DCCA排序法进行群落分析具有较高的可行性。图2-4中箭头和箭头长度分别代表环境因素和其与样方分析的关系程度，其中箭头越长表示环境因素对样方分布的影响越大；箭头根部与排序轴之间构成的角度表示与排序轴的关系；包含箭头的象限表示环境因素与排序轴相关性。从DCCA排序图来看，第1轴反映了植被群落的环境边坡趋向（从左到右）即相关群落栖息地从阴坡渐变至阳坡；第2轴表示植物群落生长陡坡至缓坡的斜坡趋势（从上至下）。排序图上每种群落显示出了重要的规律性，与整个植物群落DCCA分析序列轴的分布具有一定的相似性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]云南川滇蔷薇天然居群表型多样性分析[J]. 向贵生,王其刚,蹇洪英,晏慧君,李树发,张颢,邱显钦. 云南大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]木本能源植物文冠果的生态特征及区划[J]. 谢彩香,张琴,白光宇. 植物科学学报. 2018(02)
[3]防风固沙优良树种欧李的潜在适生区及生态特征[J]. 张琴,宋经元,邵飞,傅生辰,孙成忠,袁丽钗,谢彩香. 北京林业大学学报. 2018(03)
[4]PEG-无机盐双水相体系萃取水榆花楸叶中总黄酮[J]. 杜梦扬,文沛瑶,李秀信,吉文丽. 化学研究与应用. 2018(02)
[5]中国特有植物短丝木犀（Osmanthus serrulatus Rehd.）群落结构及其环境解释[J]. 杨国栋,钱慧蓉,陈林,王贤荣. 生态学报. 2018(09)
[6]贵州玉舍国家森林公园三种造林植物光合生理特征研究[J]. 杭红涛,吴沿友,邢德科,王瑞,张开艳. 广西植物. 2018(01)
[7]用cpDNA trnS-trnfM区域序列分析19个梨品种的亲缘关系[J]. 韩家萍,杨长红,李文慧,牛建新. 中国果树. 2017(S1)
[8]超声波协同双水相体系提取水榆花楸叶总黄酮工艺[J]. 李秀信,文沛瑶,吉文丽,陈劲松,于航. 西北林学院学报. 2017(05)
[9]中国-日本植物区系中的谱系地理间断及其形成机制[J]. 叶俊伟,张阳,王晓娟. 植物生态学报. 2017(09)
[10]ROC曲线形状在生态位模型评价中的重要性——以美国白蛾为例[J]. 朱耿平,范靖宇,王梦琳,陈敏,乔慧捷. 生物安全学报. 2017(03)
博士论文
[1]山樱花种群变异及亲缘地理学研究[D]. 伊贤贵.南京林业大学 2018
[2]南岭山地南方红豆杉遗传变异与气候因子相关性研究[D]. 谢伟东.中南林业科技大学 2017
[3]基于形态、叶绿体基因组及核基因组SSR的仁用杏分类地位研究[D]. 包文泉.中国林业科学研究院 2017
[4]中国枫香树遗传多样性及谱系地理研究[D]. 孙荣喜.中国林业科学研究院 2017
[5]葡萄科药用植物三叶崖爬藤的亲缘地理学和分子鉴定研究[D]. 王一涵.浙江大学 2016
[6]中国亚热带三种森林植物谱系地理学[D]. 田双.江西农业大学 2016
[7]中国特有第三纪孑遗植物香果树（Emmenopterys henryi）的亲缘地理学和景观遗传学研究[D]. 张永华.浙江大学 2016
[8]中国特有植物文冠果（Xanthoceras sorbifolium Bunge）的谱系地理研究与应用[D]. 朱仁斌.西北农林科技大学 2016
[9]中国红豆杉属分子谱系地理学与遗传多样性研究[D]. 程蓓蓓.中国林业科学研究院 2016
[10]东亚菝葜复合种（Smilax china complex）系统发育及谱系地理研究[D]. 孙中帅.浙江大学 2016
硕士论文
[1]康定木兰种群生物学及表型变异研究[D]. 王昊.四川农业大学 2017
[2]基于叶绿体DNA的兴安杜鹃遗传结构与亲缘地理学研究[D]. 姜楠.东北师范大学 2016
[3]基于SSR分子标记技术的樱花类植物遗传特性研究[D]. 吴沛.华南农业大学 2016
[4]花楸属部分植物次生构造和亲缘关系研究[D]. 杜婉.南京林业大学 2016
[5]中华猕猴桃复合体染色体倍性与cpDNA单倍型的地理分布变异[D]. 闫春林.中国科学院研究生院(武汉植物园) 2016
[6]海岛濒危植物舟山新木姜子谱系分化和遗传多样性研究[D]. 陈露瑶.浙江大学 2016
[7]观光木分子谱系地理学研究[D]. 何长青.中南林业科技大学 2015
[8]短花针茅的分子谱系地理学研究[D]. 赵艳宁.内蒙古大学 2015
[9]枹栎和短柄枹栎的居群遗传结构和谱系地理学研究[D]. 王雁红.西北大学 2015
[10]干旱胁迫下水榆花楸生长及生理特性的研究[D]. 卞付萍.南京林业大学 2014
本文编号：3455774
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同地区水榆花楸群落植物区系R/T值
21中亚分布有突出表现，而相对缺乏旧世界热带以及温带亚洲等成分，群落区系地理成分较为简单，应当与居群所处的地理位置和生境条件有关。图2-1不同地区水榆花楸群落植物区系R/T值Fig.2-1theR/TvalueofSorbusalnifoliacommunitesindifferentareaR/T值是热带分布属数目与温带分布属数目之比，可以反映地理空间热带成分和温带成分的变化，指示植物分布受地理环境影响的程度（马克平和高贤明，1995）。因此，用热带与温带区系成分的比值来确定13个群落植物区系之间的相关性，并用R/T值来测算各区系的过渡性特征可知，福建省与江西省群落的R/T值均大于1，表明其区系成分温带性明显低于热带性；而北纬30°以上的群落的R/T值均低于1，说明其热带性区系成分明显高于温带成分（图2-1）。有研究指出随着纬度的不断增高，热带分布类型降低，R/T值降低，温带性质愈加强烈（钟理等，2010）。由此可以判断，水榆花楸的分布范围主要以温带性质区域为主。2.2.3基于TWINSPAN的群落分类依据中国植被的分类原则和系统，参考群落物种的重要值采用双向指示分析法选取4级水平划分对13个水榆花楸群落进行分类，根据群落优势种命名将群丛分类，130个样方分为16个群丛（图2-2，表2-4）。图层中前三级方框内数字代表样方数，第四级数字代表群丛编号1-16。图2-2水榆花楸样方TWINSPAN分类图Fig.2-2TheTWINSPANclassificationofSorbusalnifoliaplots
24图2-3基于TWINSPAN分类的13个水榆花楸群落的聚类分析Fig.2-3Theclusteranalysisof13SorbusalnifoliacommunitesbasedonTWINSPANclassification2.2.4DCCA群落样方排序DCCA作为排序分析的方法是以除趋势对应分析（DCA）为基础，结合典范对应分析（CCA）而形成的新的群落排序方法，作为目前最常用的排序方法，它具有同时结合多个环境因子且包含的信息量大的优点（张金屯，2011），只需要通过一次多元线性回归结合回归系数等进行计算，将环境因子、样方数据等投射于排序轴的坐标平面上，同时独立完成分类，结果显示更加直观、全面、科学，也更具有生态意义（张金屯，1992）。而DCA和CCA分类方法无法同时做到。水榆花楸生存群落类型与环境因子的DCCA排序法分析可知（表2-5、图2-4），前2个排序轴群落和环境的相关系数分别为0.785和0.765（表2-5）。从群落看，前2个排序轴的相关系数仅有0.014，累计贡献率51.2%；从环境看，前2个排序轴的相关系数仅有0.013，累积贡献率79.6%。同时用软件进行蒙特卡罗检验反映群落和环境在所有排序轴上均呈极显著相关，因此采用DCCA排序法进行群落分析具有较高的可行性。图2-4中箭头和箭头长度分别代表环境因素和其与样方分析的关系程度，其中箭头越长表示环境因素对样方分布的影响越大；箭头根部与排序轴之间构成的角度表示与排序轴的关系；包含箭头的象限表示环境因素与排序轴相关性。从DCCA排序图来看，第1轴反映了植被群落的环境边坡趋向（从左到右）即相关群落栖息地从阴坡渐变至阳坡；第2轴表示植物群落生长陡坡至缓坡的斜坡趋势（从上至下）。排序图上每种群落显示出了重要的规律性，与整个植物群落DCCA分析序列轴的分布具有一定的相似性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]云南川滇蔷薇天然居群表型多样性分析[J]. 向贵生,王其刚,蹇洪英,晏慧君,李树发,张颢,邱显钦. 云南大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]木本能源植物文冠果的生态特征及区划[J]. 谢彩香,张琴,白光宇. 植物科学学报. 2018(02)
[3]防风固沙优良树种欧李的潜在适生区及生态特征[J]. 张琴,宋经元,邵飞,傅生辰,孙成忠,袁丽钗,谢彩香. 北京林业大学学报. 2018(03)
[4]PEG-无机盐双水相体系萃取水榆花楸叶中总黄酮[J]. 杜梦扬,文沛瑶,李秀信,吉文丽. 化学研究与应用. 2018(02)
[5]中国特有植物短丝木犀（Osmanthus serrulatus Rehd.）群落结构及其环境解释[J]. 杨国栋,钱慧蓉,陈林,王贤荣. 生态学报. 2018(09)
[6]贵州玉舍国家森林公园三种造林植物光合生理特征研究[J]. 杭红涛,吴沿友,邢德科,王瑞,张开艳. 广西植物. 2018(01)
[7]用cpDNA trnS-trnfM区域序列分析19个梨品种的亲缘关系[J]. 韩家萍,杨长红,李文慧,牛建新. 中国果树. 2017(S1)
[8]超声波协同双水相体系提取水榆花楸叶总黄酮工艺[J]. 李秀信,文沛瑶,吉文丽,陈劲松,于航. 西北林学院学报. 2017(05)
[9]中国-日本植物区系中的谱系地理间断及其形成机制[J]. 叶俊伟,张阳,王晓娟. 植物生态学报. 2017(09)
[10]ROC曲线形状在生态位模型评价中的重要性——以美国白蛾为例[J]. 朱耿平,范靖宇,王梦琳,陈敏,乔慧捷. 生物安全学报. 2017(03)
博士论文
[1]山樱花种群变异及亲缘地理学研究[D]. 伊贤贵.南京林业大学 2018
[2]南岭山地南方红豆杉遗传变异与气候因子相关性研究[D]. 谢伟东.中南林业科技大学 2017
[3]基于形态、叶绿体基因组及核基因组SSR的仁用杏分类地位研究[D]. 包文泉.中国林业科学研究院 2017
[4]中国枫香树遗传多样性及谱系地理研究[D]. 孙荣喜.中国林业科学研究院 2017
[5]葡萄科药用植物三叶崖爬藤的亲缘地理学和分子鉴定研究[D]. 王一涵.浙江大学 2016
[6]中国亚热带三种森林植物谱系地理学[D]. 田双.江西农业大学 2016
[7]中国特有第三纪孑遗植物香果树（Emmenopterys henryi）的亲缘地理学和景观遗传学研究[D]. 张永华.浙江大学 2016
[8]中国特有植物文冠果（Xanthoceras sorbifolium Bunge）的谱系地理研究与应用[D]. 朱仁斌.西北农林科技大学 2016
[9]中国红豆杉属分子谱系地理学与遗传多样性研究[D]. 程蓓蓓.中国林业科学研究院 2016
[10]东亚菝葜复合种（Smilax china complex）系统发育及谱系地理研究[D]. 孙中帅.浙江大学 2016
硕士论文
[1]康定木兰种群生物学及表型变异研究[D]. 王昊.四川农业大学 2017
[2]基于叶绿体DNA的兴安杜鹃遗传结构与亲缘地理学研究[D]. 姜楠.东北师范大学 2016
[3]基于SSR分子标记技术的樱花类植物遗传特性研究[D]. 吴沛.华南农业大学 2016
[4]花楸属部分植物次生构造和亲缘关系研究[D]. 杜婉.南京林业大学 2016
[5]中华猕猴桃复合体染色体倍性与cpDNA单倍型的地理分布变异[D]. 闫春林.中国科学院研究生院(武汉植物园) 2016
[6]海岛濒危植物舟山新木姜子谱系分化和遗传多样性研究[D]. 陈露瑶.浙江大学 2016
[7]观光木分子谱系地理学研究[D]. 何长青.中南林业科技大学 2015
[8]短花针茅的分子谱系地理学研究[D]. 赵艳宁.内蒙古大学 2015
[9]枹栎和短柄枹栎的居群遗传结构和谱系地理学研究[D]. 王雁红.西北大学 2015
[10]干旱胁迫下水榆花楸生长及生理特性的研究[D]. 卞付萍.南京林业大学 2014
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