论文部分内容阅读
太行菊属（Opisthopapus Shih）,多年生草本植物,中国特有属,有太行菊（Opisthopappus taihangensis Shih）和长裂太行菊（Opisthopappus longilobus Shih）两种。该属植物通体富含芳香油,干后香味较持久,其花具有清肝明目、清热润喉的功效,具有一定的经济价值和有较高的观赏价值。目前,生境的破碎化和人为的过度采摘,加上其分布范围狭窄,繁殖能力较弱,已被列入我国第二批珍稀濒危保护植物。本文采用SSR（Simple Sequence Repeat）和nSSR（Nuclear Simple Sequence Repeat）标记结合生态位模拟（ENM）,分析该属群体遗传分化的格局及成因,推测其在第四纪冰期的潜在避难所,揭示其进化历史的动态,预测其过去到未来分布模式的变化,解释气候环境因素对其的影响并为其保护和利用提供理论依据和参考。主要研究结果如下:1.根据转录组数据设计了63对SSR引物,筛选出11对扩增结果稳定的引物。在424个扩增位点中有416个多态性位点,多态位点比率（PPB）为98.11%。11对引物中,引物10的遗传多样性和遗传分化指数最高(Ht=0.2811,GST=0.3906);所有种群中,红豆峡（HDX）种群的遗传多样性最高（I=0.3522）,北响堂（BXT）最低（I=0.0544）。种群内的遗传变异（66%）高于种群间（34%）的遗传变异,与遗传分化系数相吻合(GST=0.3752)。19个种群分为三支,分布在河北的长裂太行菊种群（WDS,JNH,BXT）单独成支,太行菊种群WWS,SNS,FXF,LSZT,GS,YTS为一支,其他种群为最后一支。遗传距离与地理距离之间存在一定相关性相关（r=0.1030,P<0.05）。引物9和引物11所在转录组序列,Blast为PI3K蛋白,该蛋白与种子萌发、细胞凋亡等有关,可能通过温度及降水量影响太行菊属的生长发育。引物1Blast的转录因子AaMIXTA1以及引物4和8Blast的DEAD-box ATP-dependent RNA helicases,可能对其抗逆过程有调控作用。2.根据文献查找并设计了30对nSSR引物,筛选出12对扩增结果稳定的引物,共统计出了98个扩增位点,其中包括97个多态性位点,多态位点比率（PPB）为98.98%。12对引物中,引物8的遗传多样性和遗传分化指数均最高(Ht=0.4099,GST=0.5191);所有种群中,关山（GS）种群的遗传多样性最高（I=0.4130）,王屋山（WWS）种群最低（I=0.1222）。种群内的遗传变异（57%）高于种群间（43%）的遗传变异,与遗传分化系数相吻合(GST=0.4466)。所有种群聚为三支,同SSR结果基本一致,支持地理距离在遗传结构中起一定作用（r=0.0982,P<0.05）。3.以太行菊属44个分布点进行生态位模拟分析,主成分分析PCA和最大熵模型（MAXENT）确定出6个载荷最高的气候因子（bio 2,bio 3,bio 6,bio 8,bio 11,bio 13）。在末次间冰期（LIG）,太行菊属植物的地理分布范围扩大并向西迁移;末次盛冰期（LGM）时,在中国西部和南部的分布区域急剧减少;中新世（MH）与当代分布区基本一致;冰期来临时,太行菊属在河南、山西和陕西形成了冰期避难所;从当代到2070年,太行菊属的地理分布区域先缩小后扩增并向东移动,主要分布在位于河北、山西和河南的太行山区。4.双尾t检验结果显示太行菊和长裂太行菊占据着不同的生态位。环境因子在这两个物种中有明显的差异,包括bio 7（温度年较差）,bio 14（最干月降水量）,bio 15（降水量季节性变动系数）,bio 17（最干季节降水量）和bio 19（最冷季节降水量）。在太行菊中,遗传参数主要与环境因子bio 4,bio 7,bio 14,bio 15,bio 17和bio 19相关,长裂太行菊主要与bio 4,bio 7,bio 15相关。综上所述,影响太行菊属遗传多样性和生态位的环境因子很相似。正是这两个物种之间不同的生态位,使得它们利用不同的环境资源,最终导致了两个物种遗传方面的差异。