龙肘山野生荞麦分布及其环境影响研究

发布时间：2017-08-26 20:05

  本文关键词：龙肘山野生荞麦分布及其环境影响研究

  更多相关文章： 野生荞麦 群落生态 TWINSPAN DCCA PCCA 遗传多样性

【摘要】：野生荞麦资源是研究荞麦属分类、系统进化、物种起源和生物多样性的重要材料,但随近年来生态环境的恶化,四川的野生荞麦资源正逐渐减少。横断山脉以其特殊的地形及复杂的自然环境,造就了多样的生态气候类型,从而为野生荞麦资源的种质多样性创造条件。凉山州会理县和攀枝花市米易县境内的龙肘山,位于横断山脉西部,其生境相对封闭,拥有金荞麦(Fagopyrum cymosum)、细柄野荞(Fagopyrum gracilipes)、齿翅野荞(Fagopyrum gracilipes var. odontopterum)、普格野荞(Fagopyrum pugense)及大量介于细柄野荞与普格野荞之间的过渡类型。当前对于我国西南地区的野生荞麦资源分布与遗传多样性的研究有大量报道,但基于生态学原理的分析研究较少,特别是针对特定封闭环境条件下的野生荞麦资源分布与遗传进化的研究还鲜见报道。鉴于此,本研究以龙肘山为研究区域,通过双向指示种分析(TWINSPAN)、除趋势典范对应分析(DCCA)和影响因子变量分离(PCCA)等群落生态研究方法,对龙肘山封闭环境下的野生荞麦资源分布进行研究,同时根据过渡类型在不同海拔环境的变化,并结合对其遗传多样性的研究,对野生荞麦的进化趋势进行探讨,研究结果如下：(1)影响龙肘山植物群落的因子主要以海拔为主的空间因子和以土壤全氮为主的生境因子。金荞、齿翅野荞、细柄野荞、普格野荞及介于细柄野荞与普格野荞5种过渡类型在海拔梯度上有一定分布规律,金荞麦在海拔2000-2450m零星分布,普格野荞主要分布于海拔1800-1900m,过渡类型Ⅰ主要分布于海拔1900-2000m,齿翅野荞及过渡类型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ主要分布于海拔2000-2300m,细柄野荞则主要分布于海拔2300以上。(2)本研究选取的12个影响因子解释了龙肘山植物群落分布格局的58.98%,另外41.02%可能由于其他因素未能被解释。12个因子中生境因子单独解释了植被分布格局的38.65%,空间因子单独解释了16.55%,两者交互作用解释为3.78%。在龙肘山植物群落中,影响植物分布的主导因素是生境因子,而对野生荞麦而言,主导因素是以海拔为主的空间因子及在不同海拔各生境条件下的生境因子与海拔的交互影响。(3)龙肘山野生荞麦资源总体遗传多样性较高,多态位点比率为98.46%,Nei's多样性指数0.3663,Shannon's信息指数0.5450,平均多态位点比率72.87%、平均Nei's多样性指数0.2348、平均Shannon's信息指数0.3571,远低于总体水平。龙肘山野生荞麦居群居群间的遗传变异占35.95%,居群内的遗传变异占64.05%,居群间基因流较小,仅为0.8907。海拔对龙肘山野生荞麦资源遗传多样性有较大影响,龙肘山野生荞麦在海拔2115-2276m范围内具有较高的遗传多样性,其分布范围低于2100m或超过2300m遗传多样性均有下降的趋势。(4)结合龙肘山野生荞麦及其过渡类型在形态学差异、亲缘关系远近两方面和在海拔梯度下分布的规律性可知,相对封闭环境中大量的过渡类型在环境(以海拔为主)的选择下,形成了一定的趋向性,即随着海拔的升高逐渐由普格野荞向细柄野荞过渡。(5)龙肘山野生荞麦居群分布分散,居群间生境间断较为严重,基因交流不足,在海拔梯度上其类型分布和遗传多样性均有较大的变化。因此在条件允许的情况下应该对垂直方向尽可能的多的野生荞麦居群进行保护,建议在横断山区野生荞麦种质资源集中的区域建立野生荞麦自然保护区。
【关键词】：野生荞麦 群落生态 TWINSPAN DCCA PCCA 遗传多样性
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S517
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 前言11
• 1 研究现状11-18
• 1.1 荞麦研究11-13
• 1.1.1 野生荞麦的种类和分布11-13
• 1.1.2 荞麦利用价值13
• 1.2 群落生态学研究13-16
• 1.2.1 群落数量分类和排序研究14-15
• 1.2.2 影响因子变量分离研究15-16
• 1.3 遗传多样性研究16-18
• 1.3.1 形态学标记16
• 1.3.2 细胞生物学标记16-17
• 1.3.3 生物化学标记17
• 1.3.4 分子标记17-18
• 2 材料与方法18-26
• 2.1 研究区概况18-19
• 2.2 野外调查与采样19-22
• 2.2.1 野外调查方法19-21
• 2.2.2 样品采样与处理方法21-22
• 2.3 数量分类与排序分析方法22-24
• 2.3.1 基于双向指示种分析(TWINSPAN)群落分类22-23
• 2.3.2 群落除趋势典范对应分析(DCCA)排序23
• 2.3.3 生境因子和空间因子变量分离23-24
• 2.4 遗传多样性研究方法24-26
• 2.4.1 野生荞麦基因组DNA提取24-25
• 2.4.2 ISSR-PCR反应25-26
• 2.4.3 遗传多样性数据处理26
• 3 结果与分析26-40
• 3.1 环境与龙肘山植物群落及野生荞麦的关系研究26-35
• 3.1.1 龙肘山植物群落TWINSPAN分类26-29
• 3.1.2 龙肘山植物群落DCCA排序29-34
• 3.1.3 生境因子和空间因子变量分离34-35
• 3.2 龙肘山11个野生荞麦居群遗传多样性35-40
• 3.2.1 不同ISSR引物在各野生荞麦居群扩增产物的多态性36-37
• 3.2.2 龙肘山野生荞麦居群的遗传多样性37-39
• 3.2.3 龙肘山野生荞麦居群间的遗传一致度和遗传距离39-40
• 4 讨论40-47
• 4.1 环境对龙肘山野生荞麦的影响40-43
• 4.1.1 龙肘山野生荞的生存与分布特征40-41
• 4.1.2 环境对龙肘山野生荞麦生存与分布的影响41-42
• 4.1.3 龙肘山野生荞麦及植物群落影响因子的变量分离42-43
• 4.2 龙肘山野生荞麦的遗传多样性43-45
• 4.2.1 龙肘山野生荞麦遗传多样性评价43-44
• 4.2.2 龙肘山野生荞麦居群遗传多样性与环境的关系44-45
• 4.2.3 龙肘山野生荞麦居群的遗传分化45
• 4.3 环境对龙肘山野生荞麦进化的影响45-46
• 4.4 龙肘山野生荞麦资源的保护策略46-47
• 5 结论47-49
• 参考文献49-55
• 致谢55-56
• 攻读硕士学位期间发表论文情况56

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