岛屿与内陆真藓（Bryum argenteum）遗传多样性和分化的比较研究

论文摘要

真藓是世界广布种,该种形态特殊,取材容易,特征明显,容易鉴定,是比较岛屿和内陆藓类植物遗传分化特点的理想材料。本文利用ISSR标记技术对包括舟山群岛范围内的40个真藓岛屿居群和15个真藓内陆居群共298个个体的遗传多样性进行比较和分析,揭示真藓居群遗传多样性的水平和居群遗传结构并探讨其形成原因。同时比较岛屿和内陆真藓居群遗传结构、遗传多样性水平、遗传分化的特点,并探究岛屿各环境因子与真藓居群遗传多样性的关系,旨在揭示岛屿这种天然地理隔离环境对真藓遗传多样性及分化的影响,并探讨影响其遗传结构的环境因素,丰富人们有关岛屿环境对苔藓植物多样性影响的认识。主要研究结果如下:（1）通过正交设计的方法建立与优化了真藓ISSR扩增体系,确定了真藓最佳反应体系（20μL）:2μL 10×LA PCR Buffer II(Mg2+free)、20 ng DNA模板,0.45μmol/L引物,2.65 mmol/L Mg2+,0.4 U Taq DNA聚合酶,0.45 mmol/L dNTPs。根据哥伦比亚大学公布的100条ISSR引物,筛选出50条适合真藓并且扩增条带清晰、重复性好、多态性高的ISSR引物并确定每个引物的退火温度。（2）采用ISSR分子标记,对55个岛屿和内陆真藓居群进行遗传多样性分析,20条有效引物共扩增出623个位点,总的多态性位点百分比（PPL）为99.84%,Nei’s基因多样性（Ht）为0.2403,Shannon’s信息指数（Hsp）为0.3835,居群内基因多样性指数（Hs）为0.1231,表明真藓具有较高的遗传多样性水平。真藓居群有51.23%的遗传变异发生在居群内,48.68%存在于居群间,居群间基因流较低（Nm=0.5360）,真藓的遗传分化和地理分布存在极显著相关性（r=0.171,P<0.005）,表明地理隔离和环境异质性是造成本文55个真藓居群遗传分化的重要原因。（3）通过对岛屿和内陆真藓居群遗传多样性的比较发现,真藓内陆居群总的Nei’s基因多样性（Ht=0.2396）,Shannon’s信息指数（Hsp=0.3804）,居群内基因多样性（Hs=0.1339）,均略大于岛屿居群（Ht=0.2329,Hsp=0.3698,Hs=0.1190）。岛屿和内陆居群的遗传多样性不存在显著差异(PPPL=0.120,PH=0.140,PI=0.349)。环境异质性、居群规模和人类活动对真藓自然居群遗传多样性水平的维持具有重要影响作用。（4）本研究中真藓岛屿居群遗传分化程度（Gst=0.4891）大于内陆居群的分化程度（Gst=0.4412）,岛屿居群的基因流（Nm=0.5362）低于内陆居群（Nm=0.6357）。岛内仅有约30.67%-28.48%的遗传多样性由居群间的差异产生,而岛屿间居群的遗传分化程度高达48.91%。表明岛屿的隔离作用主要表现在岛屿间真藓居群的基因交流受到抑制。岛屿地理隔离对真藓居群的遗传分化起较大作用,岛屿地理距离相隔越大,对真藓居群间的遗传分化影响较大（r=0.19,P<0.01）。（5）本文关于真藓岛屿居群遗传多样性和岛屿环境因子的相关性表明岛屿真藓居群遗传多样性与岛屿的植被覆盖率、建筑覆盖率、海岛海拔、海岸线、面积、人口数呈现显著的相关性,并且通过环境因子和Nei基因多样性拟合曲线发现岛屿海拔和面积以及一定程度的人类干扰在维持真藓岛屿居群的遗传多样性水平上起了重要的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
•   1.1 真藓简介
•   1.2 真藓遗传多样性的研究现状
•   1.3 岛屿植物居群遗传多样性研究概况
•   1.4 遗传多样性研究及研究方法
•     1.4.1 遗传多样性及研究意义
•     1.4.2 遗传多样性的研究方法
•   1.5 ISSR分子标记技术概述
•     1.5.1 ISSR技术的基本原理
•     1.5.2 ISSR技术的基本实验流程
•     1.5.3 ISSR技术与其他分子标记技术比较
•     1.5.4 基于ISSR标记的苔藓植物遗传多样性研究
•   1.6 本研究的目的和意义
• 第2章 材料与方法
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 研究区域概况
•     2.1.2 材料来源
•   2.2 实验仪器与试剂
•     2.2.1 实验仪器
•     2.2.2 实验试剂
•   2.3 实验方法
•     2.3.1 样品准备
•     2.3.2 基因组DNA的提取与检测
•     2.3.3 ISSR-PCR反应体系的建立与优化
•     2.3.4 引物的筛选及退火温度的确立
•   2.4 数据的统计与分析
•     2.4.1 数据矩阵的建立
•     2.4.2 遗传多样性分析
•     2.4.3 遗传变异和地理来源的相关性分析
•     2.4.4 聚类分析
•     2.4.5 岛屿环境因子对真藓居群遗传多样性影响的统计分析
• 第3章 实验结果与分析
•   3.1 真藓ISSR-PCR反应体系优化及引物筛选结果与分析
•     3.1.1 反应体系优化结果
•     3.1.2 引物筛选及退火温度确立
•   3.2 基于ISSR数据探讨真藓的遗传多样性分析
•     3.2.1 ISSR扩增条带多样性分析
•     3.2.2 居群遗传多样性分析
•     3.2.3 居群遗传分化分析
•     3.2.4 居群遗传距离和地理来源相关性分析
•     3.2.5 聚类分析
•   3.3 真藓岛屿与内陆居群遗传多样性和分化的比较分析
•     3.3.1 真藓岛屿居群和内陆居群遗传多样性的比较
•     3.3.2 真藓岛屿居群和内陆居群遗传分化的比较
•     3.3.3 遗传距离和聚类分析
•   3.4 岛屿各环境因子和真藓居群遗传多样性相关性分析
•     3.4.1 各岛屿环境因子
•     3.4.2 真藓岛屿居群遗传多样性与岛屿环境因子相关性分析
•     3.4.3 各环境因子与遗传多样性关系
• 第4章 讨论
•   4.1 真藓居群遗传多样性
•   4.2 真藓岛屿与内陆居群遗传多样性的比较
•   4.3 岛屿隔离对真藓居群遗传分化的影响
•   4.4 岛屿环境因子对真藓遗传多样性的影响
• 第5章 总结
• 参考文献
• 附图
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马晓英

导师: 于晶

关键词: 真藓,岛屿,遗传多样性,遗传分化,环境因子

来源: 上海师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学

单位: 上海师范大学

基金: 国家自然科学基金项目“中国闽浙沿海岛屿苔藓植物多样性与生物地理学研究,编号:31570208”

分类号: Q943

总页数: 97

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