迎红杜鹃亚属植物的群体遗传学研究

迎红杜鹃亚属植物的群体遗传学研究

论文摘要

物种的群体遗传结构和遗传多样性一直是群体遗传学的核心研究内容,其对于理解物种形成的本质过程具有重要的科学意义。本研究以杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃属(Rhododendron L.)迎红杜鹃亚属(Rhododendron subg.Rhodorastrum(Maxim.)C.B.Clarke)的兴安杜鹃(Rhododendron dauricum L.)和迎红杜鹃(R.Mucronulatum Turcz.)的39个自然居群,共376个个体为研究对象,利用4个单亲遗传的叶绿体基因片段检测该亚属植物的遗传多样性、遗传结构,推测该亚属植物的群体动态历史,同时结合分子钟估算出其分化时间,最后利用ArcGIS和MaxEnt软件对兴安杜鹃和迎红杜鹃在末次间冰期、末次盛冰期、当前和未来的分布区进行模拟。本研究的主要研究结果如下:(1)基于cpDNA联合数据共检测出10个cpDNA单倍型,该亚属水平(HT=0.718)和兴安杜鹃物种水平(HT=0.726)均表现为较高的遗传多样性。由于迎红杜鹃仅检测到1种单倍型,其遗传多样性参数均为0。(2)在亚属水平和兴安杜鹃物种水平均检测到了高水平的遗传分化指数(Gst=0.821、Nst=0.957和Gst=0.795、Nst=0.954),说明物种间和兴安杜鹃物种内具有明显的遗传结构。AMOVA分析也支持Structure的两个分组(A组和B组)之间具有强烈的遗传分化(FCT=0.90507)。(3)失配分析显示采集于大、小兴安岭地区和长白山脉地区的兴安杜鹃群体经历过近期群体扩张事件;通过生态位模拟显示,从末次盛冰期到当前,迎红杜鹃也经历了群体扩张事件。(4)通过BEAST估算出该亚属的分化时间大约在15.76 Mya,处于中新世中期;B组单倍型分化时间开始于7.10 Mya,处于中新世晚期;A组单倍型大约在5.23Mya开始分化,处于上新世早期。该亚属的这两个物种作为东亚地区温带植物区系的常见灌木物种,毫无疑问,它们可以作为理想材料用于测试气候变化对该地区生物地理分布的影响,并且了解生物的遗传结构以及种群动态历史也能为生物资源的保护和合理利用提供理论依据以及现实意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  •   1.1 分子群体遗传学
  •     1.1.1 分子群体遗传学概述
  •     1.1.2 分子群体遗传学研究内容
  •     1.1.3 分子群体遗传学相关的学科及理论
  •     1.1.4 分子群体遗传学相关的分子标记
  •     1.1.5 分子群体遗传学研究进展
  •   1.2 迎红杜鹃亚属植物概况
  •   1.3 杜鹃属植物的研究进展
  •     1.3.1 杜鹃属植物的研究进展
  •     1.3.2 迎红杜鹃亚属植物的研究进展
  •   1.4 本研究的目的和意义
  • 第二章 实验材料与方法
  •   2.1 实验材料
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 DNA提取
  •     2.2.2 检测DNA质量
  •     2.2.3 cpDNA引物的选择以及PCR扩增
  •     2.2.4 DNA序列测定
  •   2.3 数据分析
  •     2.3.1 测序结果筛选
  •     2.3.2 序列的比对和编辑
  •     2.3.3 遗传多样性参数计算
  •     2.3.4 cpDNA单倍型的地理分布
  •     2.3.5 遗传结构分析
  •     2.3.6 群体动态历史分析
  •     2.3.7 系统发育树的构建
  •     2.3.8 分歧时间计算
  •     2.3.9 地理分布区模拟
  • 第三章 研究结果
  •   3.1 cpDNA单倍型和遗传多样性分析
  •   3.2 遗传结构分析
  •   3.3 群体动态历史分析
  •   3.4 系统发育和分歧时间的估算
  •   3.5 物种分布区模拟
  • 第四章 讨论
  •   4.1 遗传多样性和群体遗传结构
  •   4.2 迎红杜鹃亚属植物的群体动态历史
  •   4.3 迎红杜鹃亚属植物的保护策略
  • 第五章 结论与展望
  •   5.1 结论
  •   5.2 展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 郭凤平

    导师: 肖洪兴

    关键词: 遗传多样性,遗传结构,群体动态历史,分化时间,物种分布区模拟

    来源: 东北师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 东北师范大学

    分类号: Q943

    总页数: 50

    文件大小: 1580K

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