原产地臭椿的分子系统地理学和入侵地臭椿的来源研究

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原产地臭椿的分子系统地理学和入侵地臭椿的来源研究
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  原产地臭椿的分子系统地理学和入侵地臭椿的来源研究_生物学_自然科学_专业资料。原产地臭椿的分子系统地理学和入侵地臭椿的来源研究 臭椿(Ailanthus altissima)隶属于苦木科(Simaroubaceae)臭椿属 (Ailanthus),是原产于中国的木本植物。臭椿在

  原产地臭椿的分子系统地理学和入侵地臭椿的来源研究 臭椿(Ailanthus altissima)隶属于苦木科(Simaroubaceae)臭椿属 (Ailanthus),是原产于中国的木本植物。臭椿在中国分布范围很广,南自广东、 广西、云南,北至辽宁南部,以长江流域和黄河流域为分布中心。臭椿生长快速,25 年能达到 15 米高,且寿命较短。 臭椿的对生存环境的忍耐力和适应力非常强。臭椿能耐寒耐旱耐荫蔽,在微 酸性、中性和石灰性土壤中都能适应;臭椿是深根性树种,根系发达,根蘖性强, 繁殖容易,落叶量多,具有改良土壤的作用;对烟尘和二氧化硫抗性较强,是城市 工业区绿化的重要树种。臭椿在 18 世纪传入欧洲和北美后,在欧美大陆迅速扩散 蔓延,对当地生态环境造成了不小的冲击,成为令保护生物学家和生态学家头疼 的入侵种。 本研究采用叶绿体 DNA(psbA-trnH、trnL-trnF、trnD-trnT)测序对中国臭 椿的分子系统地理学和美国的臭椿来源进行研究,并用微卫星分子标记对美国臭 椿的来源地进行详细地研究,通过上述方法来研究三个方面:(1)中国的臭椿遗传 多样性,中国臭椿的种群历史动态;DNA 单倍型的地理分布模式和现今谱系地理 格局形成原因;冰期避难所及冰期后迁移路径的推测。(2)美国的臭椿遗传多样 性水平,居群遗传结构以及居群内居群间分化差异如何,推测是否经历瓶颈效应 和遗传多样性的降低原因。(3)推测美国的臭椿居群在中国的来源地,入侵地和原 产地的亲缘关系,以及入侵后的适应性进化。 中国的臭椿居群经过一系列的实验得到的主要结果如下:1.遗传多样性分析 表明,臭椿种群内单倍型多样性π 为 0.0331±0.0162,单倍型多样性 H 为 0.8457 ±0.0391,与其它木本植物相比,具有较高的遗传多样性水平。2.居群的空间遗传 结构分析表明:尽管分布在同一地区的臭椿居群间的差异小于分布在不同地区的 臭椿居群,然而臭椿居群间的遗传距离和地理距离之间并没有显著的相关性。3. 种群历史动态分析(错配分析得到的失配曲线为多峰;Tajima’s D:-0.34456(P0.10); Fu and Li’s D*test statistic:-0.32484(P0.10); Fu and Li’s F*test statistic:-0.37459(P0.10)),表明中国地区的臭椿 的进化历史上没有发生明显的扩张。 4.DNA 单倍型的地理分布模式和现今谱系地理格局分析,12 个叶绿体单倍型 被分为 3 个支系,而连续种群扩张和异域片段化隔离是导致现今臭椿居群地理格 局形成的原因。5.推测华东和华中地区是臭椿在冰期的避难所,而现今臭椿的地 理分布很可能足最后一次冰期退却后形成。冰期后臭椿并没有经历一个快速的扩 散过程,而人类活动在一定程度上导致了臭椿远距离的扩散。 美国的臭椿居群经过一系列的实验得到的主要结果如下:1.美国的臭椿居群 的遗传多样性显著低于其原产地中国的臭椿居群,可能足奠基者效应或遗传瓶颈 的影响,也表明了植物具有低的遗传多样性并不影响其的入侵成功。2.错配分析 的失配曲线为单峰,表明美国的臭椿居群经历了快速种群扩张,这体现了臭椿近 三百年来在美国境内成功入侵,快速扩散。3.cpDNA 单倍型和系统发育关系结果 显示,美国境内分布最广的一个单倍型是来自中国,而这个单倍型在中国分布也 较广。 美国还具有两个独特的单倍型这可能与臭椿生活周期短,且具有对环境很强 的适应能力有关,在入侵过程中快速进化产生新的基因型。4.美国居群与中国居 群的分布比较结果显示,美国境内分布最广的单倍型占据了美国大部分地区,而 这个单倍型来自两个源种群地,中国南京和中国安徽。这表明,臭椿是多次入侵, 并来自原产地不同的源种群地。 5.美国和中国两地臭椿基因组来源分析结果显示,美国居群的基因组组成与 其源种群地并不相同,部分基因组的比例增长了。这表明,随着臭椿在美国成功入 侵后,向新的地理区引入和扩散,基因组成上的调整来对新的非生物和生物环境 条件的适应,产生了对生境条件的进化响应,这有利于植物快速进化调整。118开奖直播现场www.540135.com

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