任婧:整合谱系地理学与景观遗传学揭示短花针茅遗传变异及空间分布格局形成机制论文

任婧:整合谱系地理学与景观遗传学揭示短花针茅遗传变异及空间分布格局形成机制论文

本文主要研究内容

作者任婧(2019)在《整合谱系地理学与景观遗传学揭示短花针茅遗传变异及空间分布格局形成机制》一文中研究指出:遗传多样性是生物多样性的基础,是物种长期生存、进化和适应的结果,对生物多样性保护具有重要意义。当代遗传多样性和遗传结构是历史和现代微进化过程共同作用的结果。短花针茅(Stipa breviflora),隶属于禾本科(Poaceae)针茅族(Stipeae Dum)针茅属(Stipa L),是一种暖温型多年生旱生丛生禾草,是我国荒漠草原的主要建群种。开展短花针茅的谱系地理学与景观遗传学研究有助于推断地史环境演变对短花针茅谱系分化的影响,阐明区域尺度下当代短花针茅群体遗传变异空间分布特征及其分化机制,揭示人类活动对短花针茅遗传多样性与遗传结构的影响。本研究利用2个叶绿体DNA(cpDNA)片段和14对EST-SSR引物分析了区域尺度下27个短花针茅群体的谱系地理结构、遗传多样性和遗传结构;利用12对EST-SSR引物分析了局地尺度下52个短花针茅群体的遗传多样性和遗传分化。通过整合谱系地理学和景观遗传学的分析方法,揭示了短花针茅遗传变异及其空间分布格局形成的机制。主要结果如下:(1)基于短花针茅转录组数据,首次开发了21对多态性EST-SSR引物,且21对引物在其他6个短花针茅的近缘种中具有很好的通用性。(2)27个短花针茅群体中共检测到13种单倍型,其中H1是广布型单倍型。在物种水平上短花针茅的单倍型多态性HT=0.494,核苷酸多态性π×10-3=1.02。遗传变异的空间分布格局整体呈现由东向西逐渐降低的趋势。分化时间和祖先分布区重建表明,短花针茅于晚中新世(7.66Ma)起源于青藏高原东北部和贺兰山,然后从青藏高原东北部经祁连山南麓扩散到新疆和从青藏高原东北部、贺兰山扩散到蒙古高原、青藏高原西南部和河西走廊。中性检验和错配分布分析表明,短花针茅群体符合空间扩张模型,扩张时间为1.5Ma左右。因此推断青藏高原的不断隆升、亚洲季风气候的加强促进了短花针茅的扩张以及各单倍型的演化。(3)区域尺度下,短花针茅的遗传多样性属于中等偏低水平。其遗传多样性的空间分布格局呈分布中心向分布边缘地区逐渐递减的趋势,符合“中心—边缘假说”。STRUTURE表明短花针茅群体可以分为东部,中部和西部亚群,东部和中部亚群的基因交流频繁。sPCA可将27个群体分为东、西两组,东部组包括STRUTURE结果里的东部亚群和中部亚群,西部组包括西部亚群。地理隔离是造成遗传分化的主要原因,而昆仑山,天山和塔克拉玛干沙漠对短花针茅的基因流形成了地理障碍。分布在西部的亚群通过调节部分抗逆基因的表达量和代谢通路来提高其适应性。相较与东部亚群,西部亚群更能够适应干旱、低氧和高紫外线的环境压力。(4)局地尺度下,人类活动能够促进破碎化生境中短花针茅斑块的功能连通性,提高群体遗传多样性。Mantel检验表明气候差异是短花针茅遗传分化的主要原因。dbRDA进一步说明其中主要的影响因素是平均日较差温度(bio2)和最湿季平均温度(bio8)。阻力距离(IBR)和地理距离(IBD)对短花针茅的微进化过程无显著影响。综上所述,短花针茅在种水平的遗传多样性和遗传分化较低,没有明显的谱系地理结构。晚中新世/上新世青藏高原的隆升,亚洲季风气候的形成和黄土沉积促进了其谱系分化。短花针茅遗传多样性由分布中心向分布边缘地区逐渐递减,其空间分布格局符合“中心—边缘假说”。在区域尺度下,当代群体的遗传分化主要是由地理隔离造成的,同时伴随有对气候的适应性进化。在局地尺度下,当代群体的遗传分化主要是由于环境隔离造成的。人类活动的干扰有助短花针茅遗传多样性的提高。本研究揭示了不同时空尺度下短花针茅遗传变异及其空间分布格局形成的机制,为谱系地理学与景观遗传学的整合研究提供了案例,并对未来气候变化和人类活动共同作用下的针茅草原的生物多样性保护具有重要参考价值。

Abstract

wei chuan duo yang xing shi sheng wu duo yang xing de ji chu ,shi wu chong chang ji sheng cun 、jin hua he kuo ying de jie guo ,dui sheng wu duo yang xing bao hu ju you chong yao yi yi 。dang dai wei chuan duo yang xing he wei chuan jie gou shi li shi he xian dai wei jin hua guo cheng gong tong zuo yong de jie guo 。duan hua zhen mao (Stipa breviflora),li shu yu he ben ke (Poaceae)zhen mao zu (Stipeae Dum)zhen mao shu (Stipa L),shi yi chong nuan wen xing duo nian sheng han sheng cong sheng he cao ,shi wo guo huang mo cao yuan de zhu yao jian qun chong 。kai zhan duan hua zhen mao de pu ji de li xue yu jing guan wei chuan xue yan jiu you zhu yu tui duan de shi huan jing yan bian dui duan hua zhen mao pu ji fen hua de ying xiang ,chan ming ou yu che du xia dang dai duan hua zhen mao qun ti wei chuan bian yi kong jian fen bu te zheng ji ji fen hua ji zhi ,jie shi ren lei huo dong dui duan hua zhen mao wei chuan duo yang xing yu wei chuan jie gou de ying xiang 。ben yan jiu li yong 2ge xie lu ti DNA(cpDNA)pian duan he 14dui EST-SSRyin wu fen xi le ou yu che du xia 27ge duan hua zhen mao qun ti de pu ji de li jie gou 、wei chuan duo yang xing he wei chuan jie gou ;li yong 12dui EST-SSRyin wu fen xi le ju de che du xia 52ge duan hua zhen mao qun ti de wei chuan duo yang xing he wei chuan fen hua 。tong guo zheng ge pu ji de li xue he jing guan wei chuan xue de fen xi fang fa ,jie shi le duan hua zhen mao wei chuan bian yi ji ji kong jian fen bu ge ju xing cheng de ji zhi 。zhu yao jie guo ru xia :(1)ji yu duan hua zhen mao zhuai lu zu shu ju ,shou ci kai fa le 21dui duo tai xing EST-SSRyin wu ,ju 21dui yin wu zai ji ta 6ge duan hua zhen mao de jin yuan chong zhong ju you hen hao de tong yong xing 。(2)27ge duan hua zhen mao qun ti zhong gong jian ce dao 13chong chan bei xing ,ji zhong H1shi an bu xing chan bei xing 。zai wu chong shui ping shang duan hua zhen mao de chan bei xing duo tai xing HT=0.494,he gan suan duo tai xing π×10-3=1.02。wei chuan bian yi de kong jian fen bu ge ju zheng ti cheng xian you dong xiang xi zhu jian jiang di de qu shi 。fen hua shi jian he zu xian fen bu ou chong jian biao ming ,duan hua zhen mao yu wan zhong xin shi (7.66Ma)qi yuan yu qing cang gao yuan dong bei bu he he lan shan ,ran hou cong qing cang gao yuan dong bei bu jing qi lian shan na lu kuo san dao xin jiang he cong qing cang gao yuan dong bei bu 、he lan shan kuo san dao meng gu gao yuan 、qing cang gao yuan xi na bu he he xi zou lang 。zhong xing jian yan he cuo pei fen bu fen xi biao ming ,duan hua zhen mao qun ti fu ge kong jian kuo zhang mo xing ,kuo zhang shi jian wei 1.5Mazuo you 。yin ci tui duan qing cang gao yuan de bu duan long sheng 、ya zhou ji feng qi hou de jia jiang cu jin le duan hua zhen mao de kuo zhang yi ji ge chan bei xing de yan hua 。(3)ou yu che du xia ,duan hua zhen mao de wei chuan duo yang xing shu yu zhong deng pian di shui ping 。ji wei chuan duo yang xing de kong jian fen bu ge ju cheng fen bu zhong xin xiang fen bu bian yuan de ou zhu jian di jian de qu shi ,fu ge “zhong xin —bian yuan jia shui ”。STRUTUREbiao ming duan hua zhen mao qun ti ke yi fen wei dong bu ,zhong bu he xi bu ya qun ,dong bu he zhong bu ya qun de ji yin jiao liu pin fan 。sPCAke jiang 27ge qun ti fen wei dong 、xi liang zu ,dong bu zu bao gua STRUTUREjie guo li de dong bu ya qun he zhong bu ya qun ,xi bu zu bao gua xi bu ya qun 。de li ge li shi zao cheng wei chuan fen hua de zhu yao yuan yin ,er kun lun shan ,tian shan he da ke la ma gan sha mo dui duan hua zhen mao de ji yin liu xing cheng le de li zhang ai 。fen bu zai xi bu de ya qun tong guo diao jie bu fen kang ni ji yin de biao da liang he dai xie tong lu lai di gao ji kuo ying xing 。xiang jiao yu dong bu ya qun ,xi bu ya qun geng neng gou kuo ying gan han 、di yang he gao zi wai xian de huan jing ya li 。(4)ju de che du xia ,ren lei huo dong neng gou cu jin po sui hua sheng jing zhong duan hua zhen mao ban kuai de gong neng lian tong xing ,di gao qun ti wei chuan duo yang xing 。Manteljian yan biao ming qi hou cha yi shi duan hua zhen mao wei chuan fen hua de zhu yao yuan yin 。dbRDAjin yi bu shui ming ji zhong zhu yao de ying xiang yin su shi ping jun ri jiao cha wen du (bio2)he zui shi ji ping jun wen du (bio8)。zu li ju li (IBR)he de li ju li (IBD)dui duan hua zhen mao de wei jin hua guo cheng mo xian zhe ying xiang 。zeng shang suo shu ,duan hua zhen mao zai chong shui ping de wei chuan duo yang xing he wei chuan fen hua jiao di ,mei you ming xian de pu ji de li jie gou 。wan zhong xin shi /shang xin shi qing cang gao yuan de long sheng ,ya zhou ji feng qi hou de xing cheng he huang tu chen ji cu jin le ji pu ji fen hua 。duan hua zhen mao wei chuan duo yang xing you fen bu zhong xin xiang fen bu bian yuan de ou zhu jian di jian ,ji kong jian fen bu ge ju fu ge “zhong xin —bian yuan jia shui ”。zai ou yu che du xia ,dang dai qun ti de wei chuan fen hua zhu yao shi you de li ge li zao cheng de ,tong shi ban sui you dui qi hou de kuo ying xing jin hua 。zai ju de che du xia ,dang dai qun ti de wei chuan fen hua zhu yao shi you yu huan jing ge li zao cheng de 。ren lei huo dong de gan rao you zhu duan hua zhen mao wei chuan duo yang xing de di gao 。ben yan jiu jie shi le bu tong shi kong che du xia duan hua zhen mao wei chuan bian yi ji ji kong jian fen bu ge ju xing cheng de ji zhi ,wei pu ji de li xue yu jing guan wei chuan xue de zheng ge yan jiu di gong le an li ,bing dui wei lai qi hou bian hua he ren lei huo dong gong tong zuo yong xia de zhen mao cao yuan de sheng wu duo yang xing bao hu ju you chong yao can kao jia zhi 。

论文参考文献

论文详细介绍

论文作者分别是来自内蒙古大学的任婧,发表于刊物内蒙古大学2019-08-13论文,是一篇关于短花针茅论文,谱系地理学论文,景观遗传学论文,遗传多样性论文,遗传分化论文,土地利用论文,尺度论文,内蒙古大学2019-08-13论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自内蒙古大学2019-08-13论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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