單壹壹 申琳 李丹丹 于晶
摘 要: 選用簡(jiǎn)單序列重復(fù)區(qū)間擴(kuò)增多態(tài)性(ISSR)分子標(biāo)記,對(duì)分布于浙江清涼峰國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)順溪塢和涼源、浙江臺(tái)州臨海天臺(tái)山、浙江舟山嵊泗列島、江蘇蘇州天平山、廣西上思十萬(wàn)大山、臺(tái)灣宜蘭縣馬告生態(tài)公園和云南西雙版納納板河流域國(guó)家自然保護(hù)區(qū)8個(gè)自然居群的40份節(jié)莖曲柄蘚(Campylopus umbellatus (Arn.) Par.)的遺傳多樣性進(jìn)行了研究.應(yīng)用篩選出的12條引物,共擴(kuò)增出172條清晰、重復(fù)性高的條帶.使用POPGENE 3.2分析發(fā)現(xiàn):其中158條條帶的多態(tài)性位點(diǎn)百分率(PPB)為91.86%,根井正利基因多樣性指數(shù)(H)為0.2922,香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)(I)為0.4459,說(shuō)明節(jié)莖曲柄蘚居群遺傳多樣性水平較高.8個(gè)居群的遺傳分化系數(shù)(Gst)為0.6346,居群間的基因流(Nm)為0.2879,63.33%的遺傳變異存在于居群間,36.67%的遺傳變異存在于居群內(nèi),說(shuō)明節(jié)莖曲柄蘚居群間的遺傳分化明顯.基于ISSR數(shù)據(jù)的聚類(lèi)分析表明:以遺傳距離65為分組閾值,8個(gè)居群可被分為6組,節(jié)莖曲柄蘚居群間的遺傳分化主要由地理因素造成,居群內(nèi)的遺傳分化可能與生境的異質(zhì)性有關(guān).
關(guān)鍵詞: 節(jié)莖曲柄蘚; 簡(jiǎn)單序列重復(fù)區(qū)間擴(kuò)增多態(tài)性(ISSR); 遺傳多樣性
中圖分類(lèi)號(hào): Q 948文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào): 1000-5137(2019)02-0207-10
0 引 言
在分子水平上,對(duì)于苔蘚植物的遺傳研究一般運(yùn)用分子標(biāo)記法[1].目前,DNA分子標(biāo)記技術(shù)已發(fā)展出10余種,常用手段包括隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA標(biāo)記(RAPD)、簡(jiǎn)單序列重復(fù)區(qū)間擴(kuò)增多態(tài)性(ISSR)、擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(AFLP)、相關(guān)序列擴(kuò)增多態(tài)性(SRAP)等[1-2].ISSR是由加拿大ZIETKIEWICZ等[3]提出的,以錨定的微衛(wèi)星為引物,擴(kuò)增間隔較小的兩個(gè)簡(jiǎn)單序列長(zhǎng)度多態(tài)性(SSR)間的序列,再通過(guò)凝膠電泳條帶分析樣本DNA多態(tài)性的方法[2].其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需預(yù)先知道基因組的任何信息就可以進(jìn)行標(biāo)記,可以在生長(zhǎng)周期的任何階段進(jìn)行檢測(cè),而且引物設(shè)計(jì)容易,成本低,DNA用量少[1-2,4],被認(rèn)為是一種非常理想的分子標(biāo)記方法.ISSR分子標(biāo)記技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于許多被子植物[2,5-7]的遺傳多樣性分析中,但對(duì)于苔蘚植物,如:黃絲瓜蘚(Pohlia nutans (Hedw.) Lindb.)[8]、鼠尾蘚(Myuroclada maximowiczii (G.G.Borshch.) Steere & W.B.Schofield)[9]、小羽蘚屬(Haplocladium (Müll.Hal.) Müll.Hal.)[10]和中華蓑蘚(Macromitrium cavaleriei Cardot & Thér.)[11]的遺傳多樣性的研究,常使用的是RAPD標(biāo)記法.汪琛穎等[12]對(duì)狹邊大葉蘚(Rhodobryum ontariense (Kindb.) Paris)[4]和真蘚科(Bryaceae Schwgr.),王瑩瑩[13]對(duì)浙江千島湖大灰蘚(Hypnum plumiforme Wilson)和東亞小金發(fā)蘚(Pogonatum inflexum (Lindb.) Sande Lac.),買(mǎi)買(mǎi)提明·蘇來(lái)曼等[14]對(duì)水蘚科(Fontinalaceae Schimp.),魏青永等[15]對(duì)卷葉鳳尾蘚(Fissidens dubius P.Beauv.)使用ISSR標(biāo)記法進(jìn)行了遺傳多樣性的研究.
曲尾蘚科(Dicranaceae)的曲柄蘚屬(Campylopus Brid.)是泛熱帶分布的類(lèi)群[16].自BRIDEL[16]基于Campylopus flexosus (Hedw.) Brid.創(chuàng)立曲柄蘚屬以來(lái),該屬植物先后被報(bào)道多達(dá)1480 種,目前接受的種名有160種左右[17].
中國(guó)曲柄蘚屬植物目前被接受的有20余種[18-21].其中,節(jié)莖曲柄蘚(Campylopus umbellatus (Arn.) Paris)分布于中國(guó)十幾個(gè)省.該種植物體形態(tài)、大小以及不同部位葉片特征變化很大,毛尖有無(wú)、毛尖長(zhǎng)度、莖長(zhǎng)度以及葉片和中肋寬度的比值等都會(huì)有強(qiáng)烈變異[21].其典型特點(diǎn)是:植物體中等至大型,粗壯,墨綠色或黃綠色,常具透明長(zhǎng)毛尖,葉基部寬,具明顯角細(xì)胞,不突出或略突出,中肋占葉片基部1/3~1/2,中肋背部有2~4個(gè)細(xì)胞高的櫛片,葉片中上部細(xì)胞為紡錘形至短蟲(chóng)形.BROTHERUS[22]把葉片無(wú)透明毛尖和透明毛尖短的類(lèi)型歸類(lèi)為C.sinensis (Müll.Hal.) J.-P.Frahm;DUBY[23]把葉片有毛尖、透明毛尖短、中肋上部櫛片低的類(lèi)型歸類(lèi)為C.nigrescens (Mitt.) Duby.DIXION[23]根據(jù)該種植物體與C.coreensis Cardot相似,因其葉片稍長(zhǎng)、葉寬、中肋背面櫛片稍高等,將其歸類(lèi)為一個(gè)變種C.coreensis Card.var.amoyensis Dixon & Thér;高謙[21]認(rèn)為以上各類(lèi)型均屬本種特點(diǎn)范疇,故都擬為本種異名,并且認(rèn)為本種并非中美洲和南美洲產(chǎn)的C.richardii Brid..FRAHM[14]在對(duì)東亞曲柄蘚屬植物進(jìn)行修訂時(shí),列出了該種的12個(gè)異名,其中包括了C.coreensis Cardot.由密蘇里植物園主辦的Tropics(http://www.tropicos.org/)網(wǎng)站收錄的該種異名達(dá)38個(gè).
FRAHM[16]認(rèn)為C.umbellatus (Arn.) Paris植物的大小在其分布范圍內(nèi),從內(nèi)部到邊緣呈梯度變化,在東南亞和中國(guó)南部高達(dá)幾厘米,但在北部?jī)H1 cm左右.為了解這些形態(tài)變異是否有遺傳基礎(chǔ),本文作者基于ISSR技術(shù),對(duì)該種的8個(gè)地理居群進(jìn)行了遺傳多樣性分析.
1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
本實(shí)驗(yàn)對(duì)象為采自浙江、江蘇、廣西、云南和臺(tái)灣的節(jié)莖曲柄蘚8個(gè)居群40份樣品,具體采集信息見(jiàn)表1.為確保采集的樣品是不同克隆的植株,每個(gè)居群采樣間距最小為5 m [14].樣品采集后裝于牛皮紙標(biāo)本袋中,自然風(fēng)干后冷凍保存?zhèn)溆?實(shí)驗(yàn)所涉及的憑證標(biāo)本保存于上海師范大學(xué)(SHNU)苔蘚植物標(biāo)本館.
1.2 試劑
植物基因組DNA提取試劑盒(天根生化科技(北京)有限公司,DP305);Es Taq MasterMix(康為世紀(jì)生物科技有限公司,CW0690);所有引物均由上海生物工程有限公司合成并提供.
1.3 DNA提取及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增
選取40份節(jié)莖曲柄蘚的新鮮植物體莖尖,無(wú)菌水沖洗干凈并用變色硅膠粒干燥后,分別用試劑盒提取基因組DNA,制成DNA樣品,-20℃保存?zhèn)溆?從加拿大哥倫比亞大學(xué)(UBC)公布的100條ISSR通用引物中,參考文獻(xiàn)[2]選取退火溫度為50~55 ℃之間的56條引物進(jìn)行篩選,篩出的12條引物見(jiàn)表2;采用康為公司提供的Es Taq MasterMix 50 μL反應(yīng)體系進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增程序參考汪琛穎等[4]對(duì)狹邊大葉蘚遺傳多樣性ISSR分析的擴(kuò)增程序;PCR擴(kuò)增產(chǎn)物在含溴化乙錠(EB)核酸染料的質(zhì)量濃度為20 g·mL-1的瓊脂糖凝膠電泳中分離,電壓為80 V;應(yīng)用全自動(dòng)數(shù)碼凝膠成像分析系統(tǒng)(Tanon 2500)對(duì)電泳結(jié)果進(jìn)行觀察并拍照記錄.
1.4 數(shù)據(jù)記錄與分析
將實(shí)驗(yàn)得到的凝膠電泳圖中的每一個(gè)條帶均視為一個(gè)分子標(biāo)記,統(tǒng)計(jì)電泳圖譜是否有處于同一位置的DNA帶,有的記為“1”,無(wú)帶的記為“0”,得到一個(gè)0/1二元數(shù)據(jù)矩陣[4].采用POPGENE 3.2分析軟件對(duì)節(jié)莖曲柄蘚所有居群進(jìn)行遺傳多樣性參數(shù)分析[4],分別計(jì)算多態(tài)性位點(diǎn)百分率(PPB)、根井正利基因多樣性指數(shù)(H)、香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)(I)等遺傳多樣性參數(shù)以及各居群間的遺傳分化系數(shù)和基因流等遺傳分化指數(shù),并分別計(jì)算12條引物的PPB.運(yùn)用PCORD 4.0軟件,根據(jù)40份樣品的遺傳距離構(gòu)建反映各居群遺傳關(guān)系的聚類(lèi)圖,以研究各居群間遺傳變異與地理距離的相關(guān)性[2,4].
2 結(jié)果與分析
2.1 節(jié)莖曲柄蘚ISSR擴(kuò)增結(jié)果
利用篩選出擴(kuò)增條帶清晰、重復(fù)性好的12條引物,對(duì)8個(gè)居群40份節(jié)莖曲柄蘚樣品進(jìn)行PCR擴(kuò)增,共得到172個(gè)擴(kuò)增位點(diǎn),其中158個(gè)為多態(tài)性位點(diǎn),PPB達(dá)91.86%,表明8個(gè)居群的40份節(jié)莖曲柄蘚樣品在分子水平上具有豐富的多態(tài)性,遺傳基礎(chǔ)較廣.12個(gè)引物擴(kuò)增出的條帶大小多集中在300~2500 bp之間.由表2可知,平均每個(gè)引物擴(kuò)增出位點(diǎn)14.33個(gè),多態(tài)性位點(diǎn)13.17個(gè).擴(kuò)增位點(diǎn)最多的是UBC841,共擴(kuò)增出19個(gè)位點(diǎn);引物UBC808,UBC880次之,分別為18個(gè);最少的是UBC825和UBC827,只有9個(gè).引物多態(tài)性位點(diǎn)百分率最高的是UBC825,UBC827和UBC842,可達(dá)100%.引物UBC826的PPB最低,但也達(dá)81.82%,說(shuō)明引物UBC825,UBC827和UBC842對(duì)于節(jié)莖曲柄蘚這8個(gè)居群遺傳多樣性的研究效果最好.本實(shí)驗(yàn)篩選出的12條ISSR引物,堿基A含量都非常豐富,其中5條含有豐富的堿基C,另外8條富含堿基G.
2.2 居群的遺傳多樣性分析
多樣性指數(shù)通常用于表示居群內(nèi)和居群間的遺傳變異程度[11].基于ISSR標(biāo)記的節(jié)莖曲柄蘚的遺傳多樣性指數(shù)如表3所示.由表3可知:8個(gè)居群的PPB變化范圍為9.30%~36.05%,PPB最高的居群是云南西雙版納納板河居群,為36.05%;廣西上思十萬(wàn)大山居群和浙江省清涼峰保護(hù)區(qū)的順溪塢居群次之,都為35.47%;接著依次是浙江舟山嵊泗列島居群、臺(tái)灣宜蘭縣馬告生態(tài)公園居群、浙江臺(tái)州臨海天臺(tái)山居群和江蘇蘇州天平山居群,分別為34.30%,30.23%,29.07%和13.95%;多態(tài)性位點(diǎn)百分率最低的是浙江清涼峰保護(hù)區(qū)涼源居群,僅為9.30%;各居群內(nèi)平均PPB為27.98%,物種水平上居群總的PPB為91.86%.
I的變化范圍為0.0576~0.2210(表3),表明不同地理來(lái)源的節(jié)莖曲柄蘚居群內(nèi)的遺傳多樣性存在一定差異,其中I最高的是云南西雙版納納板河居群,接著依次是十萬(wàn)大山居群、嵊泗列島居群、順溪塢居群、馬告生態(tài)公園居群、天臺(tái)山居群和天平山居群,最低的是涼源居群.各個(gè)居群內(nèi)平均I為0.1635,物種水平上居群總的I為0.4459.
節(jié)莖曲柄蘚居群的H的變化范圍為0.0400~0.1526(表3),其中H最高的是云南西雙版納納板河居群,接著依次是十萬(wàn)大山居群、嵊泗列島居群、順溪塢居群、天臺(tái)山居群、馬告生態(tài)公園居群和天平山居群,最低的是涼源居群.各個(gè)居群內(nèi)H的平均值為0.1114,物種水平上居群總的H為0.2922.
由表3還可知,各居群的PPB,I和H比較一致,云南西雙版納納板河、廣西上思十萬(wàn)大山、浙江舟山嵊泗列島和浙江清涼峰順溪塢居群的遺傳多樣性指數(shù)比浙江臺(tái)州臨海天臺(tái)山、臺(tái)灣宜蘭縣馬告生態(tài)公園、江蘇蘇州天平山和浙江清涼峰涼源居群的高.僅在個(gè)別居群之間,3個(gè)參數(shù)略有差異,如I和H反映嵊泗列島居群的遺傳多樣性高于順溪塢居群,而PPB反映的結(jié)果則相反;PPB和I反映馬告生態(tài)公園居群的遺傳多樣性高于天臺(tái)山居群,而H反映的結(jié)果則相反.
2.3 居群的遺傳分化分析
H是衡量居群遺傳分化的最常用指標(biāo),常用來(lái)計(jì)算總的遺傳變異中,居群間變異所占的比例[10].表4顯示:由I估算的總遺傳變異中,63.33%的遺傳變異存在于居群間,36.67%存在于居群內(nèi);由H估算的遺傳分化系數(shù)表明總遺傳變異中,61.88%的遺傳變異存在于居群間,38.12%存在于居群內(nèi).I和H估算的結(jié)果一致,均表明節(jié)莖曲柄蘚的遺傳變異大部分存在于居群間.同時(shí),居群的基因流較小,僅為0.2879,說(shuō)明居群間的基因流動(dòng)水平低,居群之間的遺傳隔離明顯,不同的居群通過(guò)遺傳變異以適應(yīng)不同的環(huán)境,但是基因交流較少.
2.4 居群的遺傳距離和聚類(lèi)分析
基于ISSR標(biāo)記的8個(gè)節(jié)莖曲柄蘚居群的遺傳距離和遺傳相似系數(shù)見(jiàn)表5,節(jié)莖曲柄蘚8個(gè)居群間遺傳相似系數(shù)在0.6408~0.8766之間變化,平均值為0.7517,說(shuō)明節(jié)莖曲柄蘚8個(gè)居群間的遺傳相似性較小,居群間的遺傳分化明顯,這與2.3節(jié)的結(jié)果一致;其中浙江清涼峰保護(hù)區(qū)順溪塢居群和浙江臺(tái)州臨海天臺(tái)山居群遺傳相似系數(shù)最高,為0.8766,其次是順溪塢居群和涼源居群,遺傳相似系數(shù)為0.8587,江蘇蘇州天平山居群和浙江清涼峰保護(hù)區(qū)涼源居群的遺傳相似系數(shù)相對(duì)較小,為0.6408;8個(gè)居群的遺傳距離在0.1317~0.4451之間變化,平均值為0.2895.
基于ISSR標(biāo)記,應(yīng)用POPGENE 3.2軟件,根據(jù)遺傳距離作出8個(gè)居群40個(gè)樣品的遺傳關(guān)系聚類(lèi)圖(圖1).以遺傳距離65為分組閾值,由圖1可知,這8個(gè)居群可以分為6組,分別是浙江清涼峰保護(hù)區(qū)的順溪塢居群、涼源居群和浙江臺(tái)州臨海天臺(tái)山居群聚集成的一組,剩下的5個(gè)居群(臺(tái)灣宜蘭馬告生態(tài)公園居群、浙江舟山嵊泗列島居群、江蘇蘇州天平山居群、云南納板河居群、廣西上思十萬(wàn)大山居群)分別自成一組.這8個(gè)居群主要分成兩個(gè)大的分支:分支①由順溪塢居群、涼源居群、臺(tái)州天臺(tái)山居群、臺(tái)灣宜蘭居群及舟山嵊泗列島居群組成;分支②由江蘇天平山居群、云南納板河居群和廣西十萬(wàn)大山居群聚集形成.分支①又由2個(gè)小的分支組成:同屬于浙江省的順溪塢居群、涼源居群和臺(tái)州天臺(tái)山居群聚為一個(gè)小分支;同屬于島嶼氣候的舟山嵊泗列島居群和臺(tái)灣宜蘭居群聚集為另一個(gè)小分支.分支②中江蘇天平山居群先和云南納板河居群聚集再與廣西十萬(wàn)大山居群聚集.研究結(jié)果顯示:節(jié)莖曲柄蘚的遺傳變異與地理位置及生境氣候相關(guān).
基于節(jié)莖曲柄蘚40個(gè)樣品,8個(gè)居群的形態(tài)特征數(shù)據(jù),即ISSR電泳位點(diǎn)和8個(gè)居群分布的地理信息數(shù)據(jù),應(yīng)用R語(yǔ)言程序計(jì)算得到該種40個(gè)樣品的形態(tài)特征與ISSR數(shù)據(jù)相關(guān)性分析圖(圖2).由圖2可知,該種40個(gè)樣品的形態(tài)分化與其地理分布的相關(guān)性系數(shù)R為0.607,在P<0.05的水平上達(dá)到顯著相關(guān).
3 討 論
3.1 節(jié)莖曲柄蘚的遺傳多樣性
在種水平上,應(yīng)用12個(gè)引物對(duì)節(jié)莖曲柄蘚8個(gè)居群40個(gè)樣品進(jìn)行了ISSR分析,共擴(kuò)增出172條清晰、重復(fù)性高的條帶,POPGENE 3.2分析結(jié)果表明:有158個(gè)為多態(tài)性位點(diǎn),PPB為91.86%;I為0.4459,居群內(nèi)平均值為0.1635;H為0.2922,居群內(nèi)平均值為0.1114.郭水良等[11]基于RAPD數(shù)據(jù)探討了中華蓑蘚4個(gè)居群的遺傳變異基礎(chǔ),中華蓑蘚的PPB為79.96%,物種水平的I為0.5126,4個(gè)居群的平均值為0.4055,總的H為0.3307,4個(gè)居群的平均值為0.2755,認(rèn)為中華蓑蘚的遺傳變異主要存在于居群之內(nèi).劉麗等[9]也應(yīng)用RAPD分子標(biāo)記對(duì)鼠尾蘚8個(gè)居群的遺傳多樣性進(jìn)行了研究,得到其PPB為84.60%,I為0.4877,H為0.3326,居群內(nèi)平均值為0.2228;李倩影[10]研究了小羽蘚屬遺傳多樣性,在104個(gè)檢測(cè)位點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)94個(gè)多態(tài)性位點(diǎn),PPB為91.35%,總居群的H為0.2682,I為0.4108,該種居群表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性,總的遺傳居群間遺傳分化系數(shù)為0.5591,居群內(nèi)遺傳分化系數(shù)為0.1182,居群間的變異程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于居群內(nèi)的變異程度;汪琛穎等[4]對(duì)9個(gè)狹邊大葉蘚居群的遺傳多樣性進(jìn)行了ISSR分析,PPB為37.75%,H為0.1530,I為0.2228,遺傳分化指數(shù)為0.2997,遺傳變異主要存在于居群內(nèi),認(rèn)為該種的居群遺傳距離和地理距離沒(méi)有相關(guān)性.比較發(fā)現(xiàn),節(jié)莖曲柄蘚的遺傳多樣性與鼠尾蘚和小羽蘚屬相近,而高于狹邊大葉蘚,低于中華蓑蘚.可能是因?yàn)樵谝巴猓苌僖?jiàn)有節(jié)莖曲柄蘚的孢子體,說(shuō)明該種有性繁殖能力弱,配子體主要通過(guò)營(yíng)養(yǎng)繁殖擴(kuò)展種群,這種繁殖方式使其遺傳多樣性主要存在于居群之間.
3.2 節(jié)莖曲柄蘚的遺傳結(jié)構(gòu)與分化
從聚類(lèi)分析圖(圖1)可看出:節(jié)莖曲柄蘚的40個(gè)樣本8個(gè)居群以遺傳距離65為分組閾值可以分為6組,同屬于浙江省的順溪塢居群、涼源居群以及臺(tái)州臨海天臺(tái)山居群聚集為一組,說(shuō)明這3個(gè)居群的遺傳相似性高,遺傳距離近,這個(gè)結(jié)論與其相近的地理位置關(guān)系是吻合的;剩下的5個(gè)居群(臺(tái)灣宜蘭居群、浙江舟山嵊泗列島居群、江蘇天平山居群、云南納板河居群、廣西十萬(wàn)大山居群)各自分別形成5組,這5個(gè)居群的遺傳相似性低,遺傳距離遠(yuǎn),這與其所處的空間距離較遠(yuǎn)吻合;聚類(lèi)圖中分支②是由江蘇天平山居群、云南納板河居群、廣西十萬(wàn)大山居群聚集形成,云南納板河居群和廣西十萬(wàn)大山居群所處的地理位置毗鄰且處于同一緯度,而這兩個(gè)居群與江蘇天平山居群的氣候特點(diǎn)相似,說(shuō)明空間距離相近的居群,或者生長(zhǎng)環(huán)境相近的居群遺傳相似度高.分支①中:雖然舟山嵊泗列島也屬于浙江省,但其同臺(tái)灣宜蘭居群先聚集在一起,最終才與浙江省另外3個(gè)居群形成的分支聚集在一起,這是由于這兩個(gè)地區(qū)都屬于島嶼氣候.說(shuō)明節(jié)莖曲柄蘚的遺傳變異受地理生境和環(huán)境氣候影響大,這8個(gè)居群的基因流動(dòng)水平較低,居群間遺傳分化明顯,這與居群所處環(huán)境的異質(zhì)性有關(guān).同時(shí),形態(tài)特征與ISSR數(shù)據(jù)相關(guān)性分析圖(圖2)反映出該種40個(gè)樣品的形態(tài)分化與其地理分布的相關(guān)性指數(shù)為0.607,在P<0.05的水平上達(dá)到顯著相關(guān),也證明了節(jié)莖曲柄蘚8個(gè)居群間的遺傳分化與所處環(huán)境的異質(zhì)性有關(guān).
WRIGHT[25]認(rèn)為,居群間基因流大于1時(shí),則能發(fā)揮其均質(zhì)化作用,反之若基因流小于1時(shí),則表明基因流是造成遺傳分化的主要因素,不同的基因型在不同的微生境上的適合度不同,導(dǎo)致具有相同基因型的個(gè)體聚集在相似的微生境上,從而產(chǎn)生居群間的遺傳分化.本研究中,節(jié)莖曲柄蘚居群的基因流為0.2879,遺傳分化系數(shù)為0.6346,說(shuō)明節(jié)莖曲柄蘚居群間雖然有一定的基因流動(dòng),但是流動(dòng)水平較低,且主要存在于生境相似的居群間,而在居群內(nèi)部,由于居群生境連續(xù)性差,像江蘇的天平山、清涼峰保護(hù)區(qū)的涼源,發(fā)生大量的遺傳漂變[4],從而導(dǎo)致該種植物遺傳變異的產(chǎn)生.
3.3 島嶼生境的節(jié)莖曲柄蘚居群的遺傳多樣性分析
由于島嶼的特殊環(huán)境,關(guān)于其苔蘚植物的遺傳多樣性研究較少.沿海島嶼,由于長(zhǎng)期處于隔離狀態(tài)下,并且相當(dāng)一部分苔蘚植物又很少產(chǎn)生孢子,無(wú)法基于孢子進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播,因而產(chǎn)生基因流減弱,苔蘚植物遺傳漂變等[26].WANG等[27]研究發(fā)現(xiàn):千島湖區(qū)破碎化的生境中,以無(wú)性繁殖為主的大灰蘚(Hypnum plumiforme Wilson),其島嶼居群的遺傳多樣性顯著高于湖邊居群,而經(jīng)常以有性繁殖為主的東亞小金發(fā)蘚(Pogonatum inflexum (Lindb.) Lac.),其島嶼群落和湖邊群落的遺傳分化程度不高.
本研究中采自舟山嵊泗列島的節(jié)莖曲柄蘚居群,其位于長(zhǎng)江口與杭州灣的交匯處,在浙江省最東部、舟山群島最北部,處于華南褶皺系的次級(jí)構(gòu)造單元新昌—定?!B(niǎo)山斷隆的東北部邊緣,是浙東天臺(tái)山脈向東北延伸沉陷入海的外露部分[26].從表5可知,舟山嵊泗列島居群與臺(tái)州天臺(tái)山居群的遺傳相似性系數(shù)最高,其次是與同樣位于浙江的順溪塢和涼源居群.聚類(lèi)分析圖(圖1)也顯示:舟山嵊泗列島節(jié)莖曲柄蘚居群最后與浙江順溪塢和涼源居群聚類(lèi)在一起,說(shuō)明節(jié)莖曲柄蘚居群遺傳距離和地理距離有相關(guān)性.多態(tài)性位點(diǎn)百分率、根井正利基因多樣性指數(shù)和香濃-維納多樣性指數(shù)(表3)分析表明:舟山嵊泗列島節(jié)莖曲柄蘚居群的遺傳多樣性又高于浙江臺(tái)州天臺(tái)山居群.這與WANG等[27]對(duì)千島湖區(qū)大灰蘚居群遺傳多樣性的研究結(jié)果相符,說(shuō)明島嶼生境的長(zhǎng)期隔離使苔蘚植物發(fā)生遺傳漂變,這也印證了HUTSEMKERS等[28]的觀點(diǎn):海洋島嶼不是孢子植物遺傳多樣性的“洼地”,也不是進(jìn)化上的死胡同.
本研究中采自舟山嵊泗列島的節(jié)莖曲柄蘚居群與采自臺(tái)灣的居群聚類(lèi)在一起,這是由島嶼環(huán)境的特殊性導(dǎo)致的.嵊泗列島屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,冬無(wú)畏寒,夏無(wú)酷暑,常年溫和濕潤(rùn),四季分明[29];臺(tái)灣是位于亞洲東部、太平洋西北側(cè)的島嶼,北回歸線將其劃為南北兩個(gè)氣候區(qū),北部屬亞熱帶季風(fēng)氣候,南部則為熱帶季風(fēng)氣候,因其四面環(huán)海,氣候又受海洋性季風(fēng)調(diào)節(jié).本研究所用樣品采自臺(tái)灣最北端的宜蘭縣馬告生態(tài)公園明池森林游樂(lè)區(qū),氣候特點(diǎn)與嵊泗列島相似,且經(jīng)度相近,故節(jié)莖曲柄蘚在這兩個(gè)地區(qū)的居群遺傳距離相近,在聚類(lèi)圖上聚集在一起.
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