小毛茛居群的遗传分化及其与空间隔离的相关性_图文

1、 !期 汪小凡等：小毛茛居群的遗传分化及其与空间隔离的相关性 % "#$ 交为主的混 合 交 配 方 式 （ 王 金 平 等， "&&& ） ， 该种的 基因分化主要存在 于 居 群 内， 可以理解其总居群的 基因分化系数的较低水平。 % % 用居群每代迁移数 （ !" ） 来度量 居 群 之间 的 基 因流， 以所有居 群 为 一 总 居 群， !" # $ $ & 。 这 表 明 居群之间有较高水 平 的 基 因 流， 它足以防止遗传漂 变所导致的居群间遗传分化。位于武汉市长江以南 （ 武昌地区） 的 居 群 ( 和

2、*( 之 间， !" + $#, &- ； 而 居群 ( 与 处 于 河 南 南 南 部 居 群 ./" 之 间， !" + $, ! 。可见居群之间的基因流状况与居群间的 空 间 距离有一定关联。 !" #$ 居群间的遗传一致度 根据各酶位点的基因型频率计算出了居群间遗 传一 致 度 和 遗 传 距 离。 各 居 群 的 遗 传 一 致 度 在 , &01# 2 , &&&" 之 间， 这说明小毛 茛 各 居群 有 较 近 的遗传关 系。 只 有 3*! 与 其 他 居 群 （ % + , &0

3、1# 2 , &&1# ） 以及湖北武 汉 与 河 南 信 阳 两 地 的 居 群 之 间 （ % + , &01# 2 , &&- ） 遗 传 一 致 度 稍 低。位 于 武 昌 地区的居群 *( 与 ( 、 45 之 间 具 有 最 高 的 遗 传 一 致 度 （ % + , &&6! 2 , &&&" ） 。 !" %$ 居群间的遗传分化 （ 聚类分析结果） 基于各酶位点的基因型频率计算出的各居群间 "&06 ） ， 采 用 :;<=> 法 得 到 的 小 毛

4、 遗传距离 （ 789 ， 茛居群水平 聚 类 分 析 结 果 （ 图 $） 。图 中 可 见， 位于 湖北武汉长江以南地区的居群 （ ( 、 *( 、 45 ） 、 长 江以 ? 、 .( ）及 河 南 信 阳 的 居 群 北地 区 的 居 群 （ <4 、 （ ./" 、 ./! 、 ./$ ） 分别 聚 在 一 起。而 处 于 武 汉 长 江 以南的 3*! 则与其他所有居群保持着相对较 远的遗 传距离。 为 了 便 于 了 解 遗 传 距 离 与 空 间 距 离 的 相 关 性， 本研究中采 用 <4 定 位 方 法 计 算 出 居 群 与 居 群 之 间的空间距

5、 离。采 用 空 间 距 离 数 据 同 样 用 :;<=> 法对 小 毛 茛 的 各 个 居 群 进 行 聚 类 分 析， 结果与图 $ 相比， 除居群 ./" 、 ./! 、 ./$ 远离其他居群外， 其他 居群的关系有所不同。在对以长江相隔的各对居群 间的距离作了适当 加 权 后， 基于空间距离所作的聚 类可得到与图 $ 类 似 的 结 果， 这暗示着长江的阻隔 作用加剧了其两岸的小毛茛居群之间的遗传分化。 #$ 讨论 #" &$ 地理因素及生态因素对遗传分化的影响 地理因素对遗传分化的影响主要表现于两个方 面： 首先， 由于小毛茛花粉流距离有限

6、（ 王 金 平 等， "&&& ） ， 空间 隔 离 在 一 定 程 度 上 决 定 了 居 群 之 间 基 因交流的水平。所 以 在 理 想 的 条 件 下， 空间距离越 近， 居群间基因交 流 越 频 繁， 遗 传 分 化 水 平 越 低， 这 可能是本研究中得到的遗传分化与地理距离呈正相 关的主要原因。尽管该种的花粉具有一定的远距离 散布的潜能， 但其花粉散布主要依赖昆虫传粉 （王 金平等， "&&& ） ， 由于宽 阔 的 水 面 对 昆 虫 的 长 距 离 飞 行有不利的影响， 这可能是长江的阻隔作用导致两 岸的小毛

7、 茛 居 群 间 基 因 交 流 受 阻 的 主 要 原 因。 其 次， 地理因素如经纬度、 海拔高度对生态因子有着规 律性影响， 从而控制居群分化， 但由于小毛茛为狭域 % % % % % % % 图 %$ 小毛茛不同居群基生叶叶片形态变异 % % % % % % % (9, #% =ABCDAEA9FGE HGB9GIF8 AJ E8GH8K 9I L9JJ8B8IM CACNEGM9AIK AJ &(*+, -./(-, % % % % % % % "、 ! 来自居群 3*! ；$ 2 " 来自其他居群。" ， ! ：JBAO CACNEGM9AI

8、3*! ；$ 2 " ：JBAO AMD8B CACNEGM9AIK !"" # 生 物 多 样 性 # # !"#$"%&("* +,"&-,& $卷 分布种 在中国仅分布于 豫 南、 陕南至桂北一带 （王 !$% ， !$& ） ， 因 此， 这种机制的作用可能不 文采， 会太明显。 # # 生态因素 则 可 作 为 一 种 选 择 压 来 控 制 居 群 中 的基因型频率， 对居群的遗传分化起更为重要的作 用。本研究所调查和取样的小毛茛居群大多处于生 态条 件 变 化 不 大 的 生 境

9、 （ 如 阳 坡、 草 地、 路 边、 林缘 等处所） ， 仅居群 (* 处于阴坡、 林下的潮湿生境中。 作者推测， (* 在 遗 传 结 构 上 与 其 他 居 群 的 显 著 分 异， 正是因特殊生 境 对 各 个 位 点 等 位 基 因 的 选 择 作 用所导致的。 !" #$ 形态变异与遗传分化的关系 已 有 多 位 研 究 者 注 意 到， 小毛茛居群内和居群 间的形态 变 异 十 分 复 杂。 廖 亮 等 （ !$! ） 报道了形 态变异与染色体倍 性 的 某 种 关 联 （ 四倍体个体的基 生叶常裂 成 细 丝 状 ） 。张 竞 男 等! 则 定 量 分 析 了 其 株

10、高、 叶形和花瓣数目等方面的显著变异， 发现形态 变异与居群所在生境的某些生态因子有一定的相关 性， 并注意到生 于 湖 北 武 汉 地 区 的 居 群 (* 在 表 型 上明显区别于生于同一地区或不同地区的其他居群 （ 图 "） 。但值得注意的是， 从本研究的结 果来 看， 小 毛茛 ! 个居群的 各 项 遗 传 多 样 性 指 标 均 为 相 对 较 低的水平， 而各居群之间更具有甚高的遗传一致度。 用其他类型的分子标记如 +,+- 等也 许 会 检测 出 更 高水平的遗传多态 性， 但本研究结果或多或少能说 明该种的表型变异含有较多的环境饰变成份。居群 (* 在各酶位点上均表

11、现 为 常 见 等 位 基 因 的 纯 合 基 因型， 实验中未检 测 到 其 特 有 等 位 基 因 或 出 现 稀 有 等位基因 （ 对其他居群而言） 的 高 频 率。 尽 管 居 群 (* 在形态上 与 其 他 各 居 群 有 着 明 显 区 别， 而且从 本研究的等位酶分 析 结 果 来 看， 这种变异显然有其 遗传基础， 但与其他居群 的 遗 传 一 致 度 仍 在 $./ 以 上， 作者认为这是由于特殊生境的选择压塑造的， 该 居群并未形 成 新 的 遗 传 特 质 （ 见表 *） 。因 此， 本研 究结果还不能支持将此居群作为一个新种或新变种 的分类学处理。 参考文献 王中仁 0

12、 !$"12 植物遗传 多 样 性 和 系 统 学 研 究 中 的 等 位 酶 分析 2 生物多样性 0 # 3 !4 5 6& 7 "6 王中 仁 0 !$"82 植 物 遗 传 多 样 性 和 系 统 学 研 究 中 的 等 位 酶 分析 3 续 4 2 生物多样性 0 # 3 *4 5 $! 7 $% 王中仁 0 !$"92 等位酶分析 的 遗 传 学 基 础 2 生 物 多 样 性 0 # 3 64 5 !"$ 7 !%: 王中仁 0 !$"2 等位酶 分 析 的 遗 传 学 基 础 3 续 4 2 生 物 多 样 性

13、 0 # 3 "4 5 *!6 7 *!$ 王中仁 0 !$:2 植物等位酶分析 2 北京 5 科学出版社 2 王 文采 0 !$%2 中国毛茛科修订 3 一 4 2 植物研究 0 %& 3 *4 5 !6. 7 !:& 王文采 3 编 4 0 !$&2 中国植物 志 3 第 二 十 八 卷 4 2 北 京 5 科 学 出版社 0 *:. 7 6* 王金平 0 李天 煜 0 汪 小 凡 0 李 海 军 0 贾 宗 超 0 !$2 小 毛 茛 3 ./-0-,010( &-/0( <=>?82 4 花 粉 流 潜 能 初 探 2 广 西 植

14、物 0 % 3 64 5 *% 7 *& 徐玲玲 0 廖亮 0 !$&2 猫爪草和肉 根 毛 茛 的 同 工 酶 研 究 2 中 国植物学会 2 中 国 植 物 学 会 六 十 五 周 年 年 会 学 术 报 告 及论文摘要汇编 2 北京 5 中国林业出版社 0 !"& 徐玲玲 0 廖亮 0 刘芳 0 !$.2 禺毛茛 复 合 体 及 其 近 缘 种 过 氧 化物同工酶研究 2 武汉植物学研究 0 %& 3 !4 5 "6 7 "& 廖亮 0 徐玲玲 0 杨涤清 0 !$!2 江西 % 种 毛 茛 科 植 物 核 型 研 究

15、 2 植物分类学报 0 # 3 *4 5 !.& 7 !&6 AB C0 !$.%2 CDEA9>E1F +DG>E1HBD? IA?AHB9J 1?; KLDE>HBD?2 ,MJHAF;1M 1?; AN ODFP5 DFH= QDEE1?; +>8EB91HBD? RDMG1?S AB C0 !$.&2 KJHBM1HBD? DT 1LAF1UA =AHAFDVSUDJBHS 1?; UA?AHB9 ;BJH1?9A TFDM 1 JM1EE ?>M8AF DT B?;BLB;>1EJ2 2&-&",(3 ( 5 %&6 7 %$ WDEHBJ - K0 Q1>