论文部分内容阅读
以国家二级濒危植物夏蜡梅(Sinocalycanthuschinensis)为研究对象,研究了不同生境中的夏蜡梅种群的果实、种子的形态变异和遗传变异,分析两种不同水平的变异与环境因子的相互关系,并利用ISSR分子标记技术分析后代与母本植株的遗传差异,比较不同夏蜡梅种群的交配系统差异,同时通过人工花粉补授实验进行后代适合度比较,了解各种群不同的花粉限制现象,将夏蜡梅的形态变异、遗传变异和花粉限制有机的结合在一起,探讨该物种的近交衰退的程度及机制,为夏蜡梅的保护和繁衍提供理论基础。研究结果如下:
1、5个不同群落类型夏蜡梅的果实和种子等繁殖器官变异表明,夏蜡梅的果实和种子的表型变异普遍存在于种群间和种群内,但变异程度在不同的种群和个体中差异较大,表型在不同种群间存在显著分化。DLSⅠ和DLSⅡ的果实长、果实宽、果实重、种子长、种子宽、种子重、种子体积和种子表面积显著高于其他种群,DMSⅡ的果实宽、果柄长、果实重和果壳重均最小,种子重、种子长、种子体积和种子表面积显著低于其他种群。DLSⅢ课实指标的变异系数最大,其种子重、种长、种子体积和种子表面积的变异系数也最大,而DMSⅡ的果实宽、果实重、果壳重、单果饱满种子数变异系数最低,种子则以DLSⅠ和DLSⅡ的变异系数较低。总之,DLSⅠ和DLSⅡ的夏蜡梅果实最大、重,而DMSⅡ的果实则相对较小,DLsⅢ夏蜡梅果实和种子的表型最不稳定。基于夏蜡梅果实和种子表型特征计算的表型分化系数都小于0.5,说明果实和种子形态指标的变异大部分来自于种群内部,通过对各夏蜡梅种群的果实和种子形态指标进行单因素方差分析得到相似结果。利用ISSR分子标记技术分析夏蜡梅遗传多样性后发现,夏蜡梅种群内遗传多样性较低,但是在物种水平上却有很高的遗传多样性。5个种群中,DMSⅡ的遗传多样性最高,DLSⅢ最低。AMOVA分析和种群间基因分化系数（Gst）说明夏蜡梅的遗传变异主要发生在种群间。
遗传关系聚类与基于种子表型的聚类结果相似,地理距离较近的DMSⅠ和DMSⅡ,DLSⅠ、DLSⅡ和DLSⅢ玢别聚在一起,但与果实表型的聚类并不一致。形态变异和遗传变异的相关性分析表明,种子形态变异系数与遗传变异之间呈一致的负相关,但不显著;果实长、果实重和种子宽与海拔高度呈显著负相关;种子形态的欧式距离与遗传距离进行Metal检验后发现,两者之间存在显著地负相关关系（P=0.0230）。上述结果说明种子的表型变异受到遗传变异的影响较大,而果实表型变异则受到环境因子的更多影响。
2、夏蜡梅在种群水平上计算的花粉限制都为正值,表明夏蜡梅在各生境中都受到一定程度的花粉限制。但是不同种群和不同处理的花粉限制结果存在差异,DLSⅣ种群的花粉限制程度最高(0.4715),DMSⅠ种群最小(0.3359)。近交衰退的差异可能是造成同一种群内部不同授粉处理花粉限制不同的主要原因,而不同种群的环境异质性和群落大小差异引起不同种群的花粉限制差异。
不同种群夏蜡梅授粉处理的结果并完全不一致,但人工授粉的后代适合度（萌发率除外）都比自然授粉要高;大雷山种群异花授粉后代的适合度高于自花授粉,而DMSⅠ则表现的不太明显。4个种群夏蜡梅种子萌发率均以自然授粉最高,异花授粉最低,自然授粉的种子变异系数要低于人工授粉。说明夏蜡梅在后代适合度和繁殖成功率上进行权衡,可能为了提高繁殖成功概率而降低种子的数量。
不同种群间不同的授粉处理组得到的近交衰退指数(δ)并不一致,说明近交衰退对夏蜡梅后代适合度的影响在后代生长的不同时期和不同种群内并不一致。
3、多位点异交率(tm)最高的是DLsⅡ,最低的是DLSⅢ种群,单位点异交率估计(ts)结果与多位点异交率结果一致。另外,夏蜡梅种群水平上的tm和ts分别为0.940±0.002和0.925±0.006。在亲本近交系数(f)中,DLSⅢ最大,DLSⅡ和DLSⅠ较小。多位点胚珠和花粉频率相关性（rpm）和单位点估计的相关性（rps）在5个种群中并不一致,其中DMSⅠ的rps＞rpm,而其他四个种群则刚好相反。