横断山脉两个相对封闭环境下野生荞麦遗传多样性及其生境影响的研究

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我国西南地区是荞麦起源与分布的中心,其种类约占全球荞麦资源的三分之二以上。随着近年对新种的研究报道,我们发现在许多荞麦新种的发现地往往存在一些介于两个野生种的中间过渡类群,特别是在凉山州的螺髻山和龙肘山这两个特殊生态环境更为典型。造成这一状况的基本原因是由于种的遗传特性发生变异还是同种在不同生态小生境中环境影响差异所产生?鉴于此,本课题基于经典形态分类基础上结合分子生物学,尤其是利用生命条码技术对这两个位于横断山脉相对封闭条件下的野生荞麦种类及过渡类群的遗传多样性以及海拔生境的影响进行综合研究。结果如下:  1.野生荞麦种类与分布:在龙肘山海拔1800-2300m垂直分布区域内一共发现5个野生荞麦种(金荞、细柄野荞、普格野荞、翅齿野荞[白翅]、翅齿野荞[红翅])和介于细柄野荞与普格野荞之间的5个过渡类群(分别定为过渡类型Ⅰ,过渡类型Ⅱ,过渡类型Ⅲ,过渡类型Ⅳ,过渡类型Ⅴ),其中在海拔2100-2300m之间细柄野荞分布较多,种群密度为5级,过渡类型Ⅲ、过渡类型Ⅳ、过渡类型Ⅴ种群密度为3级;在海拔1900-2100m之间,以过渡类型为主,种群密度达到5级,细柄野荞、翅齿野荞[白翅]、翅齿野荞[红翅]、金荞种群密度达到4级;在海拔1800-1900m之间,以普格野荞麦为主,种群密度达到5级,过渡类型Ⅰ和过渡类型Ⅱ达到3级;而在螺髻山垂直海拔1500-2100m区域内一共发现6个荞麦种(金荞、细柄野荞、普格野荞、翅齿野荞[白翅]、翅齿野荞[红翅]、皱叶野荞)和5个过渡类型,其中在海拔1900-2100m区域内,以细柄野荞分布较多,种群密度到达5级;在海拔1700-1900区域内,普格野荞种群密度达到5级,细柄野荞、翅齿野荞[白翅]、翅齿野荞[红翅]、过渡类型Ⅳ和过渡类型Ⅴ种群密度达到3级;在海拔1500-1700区域内,普格野荞、过渡类型Ⅰ、过渡类型Ⅱ和过渡类型Ⅲ种群密度达到5级。  2.在对龙肘山和螺髻山野生荞麦资源调查中发现随着海拔的升高,占主导的野生荞麦类型发生变化:低海拔地区以普格野荞及其相似的过渡类型为主,随着海拔的升高,以细柄野荞及其相似类型为主;结果表明存在于细柄野荞和普格野荞之间的5个过渡类型由于环境(海拔)的选择,具有一定的偏向性,随着海拔的升高由普格野荞逐渐向细柄野荞过渡,但因两个生境总体海拔有一定的差异,表现出进化速度的不一致性。  3.基于叶绿体matK序列、核基因组ITS特征及构建的系统进化树,在龙肘山发现的10个野生荞麦类群,金荞单独聚为一支,其余野生荞麦聚为一大支,过渡类型Ⅰ与普格野荞聚为一支,过渡类型Ⅱ、过渡类型Ⅲ、过渡类型Ⅳ、过渡类型Ⅴ与细柄野荞聚为一支。同样的分析方法对螺髻山发现的11个野生荞麦类群分析,发现金荞单独聚为一支,其余野生荞麦以聚为一大支,在这一大支中过渡类型Ⅰ、过渡类型Ⅱ、过渡类型Ⅲ与普格野荞聚亲缘关系较近,过渡类型Ⅳ、过渡类型Ⅴ与细柄野荞亲缘关系较近。这些研究结果支持龙肘山、螺髻山封闭环境下野生荞麦具有一定的演化偏向性趋势,且自然选择压力已在基因水平上产生了变化。  4.通过研究横断山脉中段两个相对封闭的环境中,野生荞麦资源分布及其演化规律发现,相对封闭的生境也能引起物种的进化,在进化过程中,野生荞麦产生大量的中间类型,但随这些类型的进化最终导致野生荞麦种群之间的野生荞麦遗传多样性逐渐趋于简单化。
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