生境片断化对千岛湖苦槠种群空间遗传结构的影响

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生境片断化是导致生物多样性降低的主要因素之一,然而关于它是否降低种群遗传多样性这一问题仍存在争议。在先前对浙江淳安千岛湖东南湖区常绿阔叶林优势树种——苦槠种群遗传多样性的研究中,并未发现生境片断化对中等以及大面积岛屿苦槠种群遗传多样性产生显著影响。但是,根据苦槠种子依靠重力扩散并由小型啮齿动物进行地面二次扩散这一繁殖特征以及先前对千岛湖岛屿苦槠种群更新的研究结果,我们推测库区面积较小岛屿上的苦槠种群内空间遗传结构可能已受到片断化的显著影响。据此,本研究提出以下科学问题:生境片断化初期,在种群遗传多样性未发生显著变化的情况下,岛屿苦槠种群内空间遗传结构是否会受生境片断化的影响而发生改变?本研究选用了4对多态微卫星引物,研究了1个中岛(合洋岛)、1个大岛(姥山)以及大陆参照地点(羡山半岛)上苦槠成岛前与成岛后亚种群。分析结果表明:成岛前与成岛后亚种群间在平均等位基因数、等位基因丰富度与观察及期望杂合度指标上均无显著差异,表明生境片断化对种群遗传多样性无显著影响。造成这种情况的原因,主要是由于苦槠是风媒传粉的植物,其花粉传播能力强,从而导致片断化前后,各研究地点苦槠种群间基因流格局没有发生显著变化。空间自相关分析结果显示:合洋岛苦槠成岛后亚种群内空间遗传结构强度(Sp)为0.0082,大于成岛前亚种群(-0.0043),并且在第1距离等级中(0-22m),两亚种群内空间遗传结构存在显著差异(p<0.05),表明生境片断化对该岛屿苦槠种群空间遗传结构已产生明显影响。而在受生境片断化影响程度较小的大岛(姥山岛)以及参照研究地点(羡山半岛)上,成岛前与成岛后亚种群内空间遗传结构无显著差异。合洋岛成岛前亚种群内基因有效扩散距离较成岛后亚种群远36%,表明成岛后亚种群内基因流受限是空间遗传结构增强的主要原因。同时该岛上,苦槠种群大小相对较小有可能受到小种群效应的影响也是改变空间遗传结构的可能原因。综上所述,生境片断化程度决定苦槠种群内遗传结构是否发生变化,这与先前预测相符合。该结论为水库库区生态保护与恢复提供了有价值的参考。
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