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水生植物是相对于陆生植物而言的生态学范畴上的类群。水生植物生理上依附水环境而生存繁殖，同时作为重要的初级生产者，在水生态系统中扮演着不可或缺的角色，对维持水体生态系统的平衡有着不容忽视的价值。本研究选取典型的双子叶水生植物穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum L.）、粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum(Vell.)Verdc.）、东亚狐尾藻（Myriophyllum oguraense Miki）与单子叶水生植物苦草(Vallisneria natans L.Hara)为研究对象，初步探索其叶绿体基因组特征与分子标记的开发利用实践。 研究内容主要包括三个部分:东亚狐尾藻的染色体倍性水平鉴定;狐尾藻属三种水生植物的叶绿体基因组测序及分析;基于微卫星标记对西湖生态恢复过程中苦草的种群动态研究。 主要研究结果如下: 1.在利用染色体压片技术统计穗花狐尾藻和粉绿狐尾藻染色体数目的基础上，使用流式细胞术确定东亚狐尾藻的倍性水平。验证穗花狐尾藻为六倍体植株;首次报道东亚狐尾藻为三倍体植株、粉绿狐尾藻为六倍体植株。结合此三种狐尾藻的分布特征，得出结论:倍性水平高可能是导致穗花狐尾藻与粉绿狐尾藻适应及扩散能力强而成为世界广布种的原因之一;作为狭域种的东亚狐尾藻被鉴定为三倍体植株，减数分裂联会紊乱，难以形成可育的配子，有性繁殖的成功率极低，可能导致其分布范围局限。 2.运用第二代高通量测序技术，获得穗花狐尾藻与东亚狐尾藻的叶绿体全基因组序列信息，以及粉绿狐尾藻的叶绿体拼接草图，补充了三种双子叶水生植物的叶绿体基因组信息。穗花狐尾藻叶绿体基因组全长158，648bp，东亚狐尾藻叶绿体基因组全长160，618bp。完成基因组注释，穗花狐尾藻叶绿体基因组共编码138个基因;东亚狐尾藻叶绿体基因组共编码137个基因;粉绿狐尾藻已组装的部分共编码131个基因。预测出叶绿体基因组中重复序列与微卫星序列丰富。 3.基于三种狐尾藻的叶绿体基因组序列，结合多种水生植物与其近缘的陆生植物的已报道叶绿体基因组进行系统发育分析。证明结论如下:水生植物的表型可塑性与趋同性强，利用叶绿体基因组序列能够有效识别各种类的亲缘关系，避免形态学特征的干扰;同一分类单元内，水生植物与陆生植物的叶绿体基因组间存在差异，能够区分水生分支与陆生分支，但差异维持在同一分类单元的界限之内;三种狐尾藻之间的聚类关系近，符合同一属的特征，粉绿狐尾藻与其余两种的分化时间较早，东亚狐尾藻与穗花狐尾藻的进化关系较近，符合三种狐尾藻原产地的分布情况。 4.通过微卫星标记的鉴定，研究苦草在西湖生态修复过程中的种群动态。实验结果中，不同时间及位点的苦草样品间聚类关系明显。研究结果从一定程度上表明:茅家埠种植的苦草种群已扩散至包括西里湖、乌龟潭、浴鹄湾等其余湖区，并建立较为稳定的群落，生长良好;小南湖引水口处的本地苦草种群与引种的苦草种群能够使用微卫星分子标记区别开，也在整个湖区中有零散的分布。总体而言，以微卫星分子标记鉴定结果为证据，西湖湖西区苦草种群的恢复极有可能是茅家埠人工种植的苦草在整个湖区扩散并重建群落的结果。 以上研究工作为水生植物的遗传信息研究及应用打下基础并提供思路。