差不嘎蒿的谱系地理及与近缘种的关系研究

来源 :内蒙古师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:milkchewy
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差不嘎蒿(Artemisia halodendron)别名盐蒿,是菊科蒿属半灌木,在我国主要分布于东北部的科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地,是这两个沙地半灌木群落的重要建群植物,属于重要的防风固沙植物。作为沙地植被退化过程中重要的缓冲种,对稳定沙地环境与植物群落的建植起着重要的作用,具有生态和生物学研究利用价值。本研究基于转录组开发的3个单拷贝核基因(c5830、c7847、c9002)对差不嘎蒿种群进行谱系地理学研究,分析其遗传多样性、遗传结构以及种群历史动态,同时探究差不嘎蒿与其近缘种的关系,主要研究结果如下:(1)c5830的序列长度为425 bp,有21个变异位点,共47个单倍型;c7847序列长度为475 bp,14个变异位点,共38个单倍型;c9002序列长度为378 bp,有19个变异位点,共47个单倍型。3个基因总的单倍型多样性分别为0.936、0.947、0.916,种群水平上的单倍型多样性均大于0.5;总的核苷酸多样性分别为0.01862、0.00609、0.01384,种群水平上均大于0.005,综合显示差不嘎蒿不论是物种还是种群均表现出高的遗传多样性。(2)c5830、c7847、c9002的AMOVA结果显示,差不嘎蒿种群内的遗传变异分别为99.91%、97.44%、97.63%,反映出差不嘎蒿遗传变异主要存在于种群内,种群间分化很小。基因流Nm分别为10.07、5.32、5.52,均远远大于1,说明种群间基因交流非常广泛。(3)c5830的遗传分化系数Nst<Gst,c7847、c9002的遗传分化系数Nst>Gst,但差异不显著(P>0.05),即差不嘎蒿种群不存在明显谱系地理结构。从单倍型网络图可以看出,各单倍型在种群中交织分布,存在明显网状结构,与差不嘎蒿种群的地理分布没有明显关系。(4)中性检验表明,三个核基因的Tajima’s D值均不显著(P>0.05),在种群水平上也不显著,说明差不嘎蒿符合中性进化假设。c7847和c9002的Fu’s Fs总的值均显著(P<0.05),且c7847和c9002的错配曲线呈单峰,但c5830的Fu’s Fs总值不显著,c5830错配曲线呈双峰,结合歧点分布分析DQ和HLR种群Fu’s Fs值极显著(P<0.01)、SSD和r值不显著(P>0.05),说明存在明显的种群扩张,NM种群的多数指标也显示存在种群扩张,综合说明差不嘎蒿种群在中性模式下经历了有限的扩张。(5)基于单拷贝核基因c5830和c7847得到的差不嘎蒿、褐沙蒿与黑沙蒿单倍型网络图显示3种植物之间有较多共享单倍型,表明3种植物之间有密切的亲缘关系。从2个核基因的3种植物的全部种群扩张统计显示,褐沙蒿处于东北部锡林浩特白音锡勒种群和西乌旗种群存在明显的种群扩张,位于西北部的苏尼特右旗种群多数指标也表明存在一定的种群扩张。差不嘎蒿位于科尔沁沙地的奈曼种群存在明显种群扩张,位于呼伦贝尔沙地的东旗、海拉尔,以及科尔沁沙地的乌丹、通辽种群多数指标显示为存在种群扩张。黑沙蒿中乌审旗、鄂托克旗、达拉特旗种群存在明显种群扩张,其他种群的多数指标也表明存在一定的种群扩张。
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