中国北方六种沙蒿亲缘关系、替代分布规律与成因的研究

中国北方六种沙蒿亲缘关系、替代分布规律与成因的研究

王铁娟[1]2004年在《中国北方六种沙蒿亲缘关系、替代分布规律与成因的研究》文中认为差不嘎蒿(A.halodendron Turcz.ex Bess.)、褐沙蒿(A.intramongolica H.C.Fu)、黑沙蒿(A.ordosica Krasch.)、白沙蒿(A.sphaerocephala Krasch.)、准噶尔沙蒿(A.songarica Schrenk.)、乌丹蒿(A.wudanica Liou et W. Wang)是同属于蒿属龙蒿组的半灌木蒿类,亲缘相近,形态特征十分相似,分布于中国北方的草原区沙地和荒漠区,并成为沙生植被的建群种或优势种,是我国防风固沙的重要植物。它们的分布区具有明显的区域性,在空间上相互替代,成为地理替代分布种。本文从形态、DNA、分布到与环境的适应性进化,对六种沙蒿进行研究,结果如下: 1.六种沙蒿无论是物种水平还是种群水平均具有高的遗传多样性。物种水平的多态位点百分率的大小顺序为:黑沙蒿>褐沙蒿>差不嘎蒿>白沙蒿。种群水平的多态位点百分率的大小顺序为:黑沙蒿>褐沙蒿>差不嘎蒿>准噶尔沙蒿>白沙蒿>乌丹蒿。从差不嘎蒿、褐沙蒿、黑沙蒿、白沙蒿来看,大部分的遗传变异存在于种群内。但白沙蒿的基因分化系数(Gst=0.2348)明显地高于差不嘎蒿(Gst=0.1285)、褐沙蒿(Gst=0.1204)、黑沙蒿(Gst=0.1364)。说明白沙蒿的种群间由于隔离的普遍存在以及种群较小,使种群间产生更多的遗传分化。 2.RAPD研究种间亲缘关系有很好的效果。从种间遗传距离来看,乌丹蒿与其它种遗传距离最大,准噶尔沙蒿与白沙蒿的遗传距离较小,黑沙蒿、褐沙蒿、差不嘎蒿的遗传距离很小。所有种种群的聚类分析显示,每个种的各种群均各自相聚,褐沙蒿的各种群首先与黑沙蒿的各种群相聚,然后它们再与差不嘎蒿的各种群聚到一起,表明这叁个种有着最近的亲缘关系,且褐沙蒿与黑沙蒿关系更为密切。白沙蒿的各种群聚到一起,它们再与准噶尔沙蒿相聚,表明两者有着很近的亲缘关系。乌丹蒿则自成一支,与其它种关系较远。以种为单位的聚类显示同样的结果。从褐沙蒿与黑沙蒿的种群聚得最近,遗传一致度高达0.9641,且头状花序均小,形态接近来看,认为褐沙蒿作为黑沙蒿的地理亚种更为合适。 3.ITS序列分析的结果表明,六种沙蒿间的ITS序列高度保守,不能反映出它们的进化关系。但说明它们的亲缘关系密切,在蒿属中为较晚分化的类型,在进化过程中还未引起ITS这一保守区域发生多少变异。 4.六种沙篙的花粉较为相似,极面观均为叁裂圆形,叁孔沟,孔横长,外壁纹饰在光镜下表面颗粒状,在电镜下为排列较疏的刺,刺基外延。花粉形状有所差异,准噶尔沙篙多为长球形,白沙篙为球形、近球形或长球形,黑沙篙多为球形或近球形,褐沙篙多为长球形或近球形,差不嘎篙多为近球形,乌丹篙为近球形。 5.确认了差不嘎篙是草原区东部沙地分布的种,在《中国植物志》和《内蒙古植物志》中记载的差不嘎篙在山西、陕西、宁夏、甘肃及新疆的分布系标本鉴定有误所至。发现了白沙篙在浑善达克沙地的野生分布,通过RAPD分析,浑善达克沙地的锡林浩特种群与毛乌素沙地的榆林种群的遗传距离最近,由此可推测浑善达克沙地的白沙篙可能是鄂尔多斯高原的毛乌素沙地或库布齐沙漠的白沙篙迁移所至。 6.明确了六种沙篙的分布范围,且绘制了它们的分布图,进一步确定了六种沙篙的区系地理成分:差不嘎篙为东蒙古一科尔沁分布种,褐沙篙是浑善达克沙地分布种,黑沙篙为腾格里一鄂尔多斯分布种,白沙篙为戈壁一蒙古种,准噶尔沙篙为中亚种,乌丹篙为科尔沁沙地西部种。 7.沙篙间的地理替代规律为:黑沙篙、褐沙篙、差不嘎篙呈现出从西南向东北的地理替代分布,白沙篙与准噶尔沙篙构成东西向的地理替代分布。乌丹篙由于与另几个种的亲缘关系较远,不做为这几个种的地理替代种。 8.在黑沙篙、褐沙篙与差不嘎篙这一地理替代系列中,黑沙篙在年均温、最冷月均温、年较差、寒冷指数、6一7月降水、湿润指数、水热综合因子、土壤酸碱度、土壤全磷含量上均与另两个种存在着显着差异。黑沙篙向东北被褐沙篙所替代,应该是水热以及土壤因子的综合作用。褐沙篙与差不嘎篙分布区内,主要是5一6月的降水存在着显着差异,也就是生长季前半期的干旱是褐沙篙区别于差不嘎篙一个特征,这也是两者之间发生替代的原因。对于白沙篙与准噶尔沙篙这一对地理替代种,同样是降水的变率是两者发生替代的原因。 9.根据染色体资料和种间的替代关系并结合荒漠化的历史背景,提出所研究的沙篙是从西向东进化迁移的。

李伟琼[2]2009年在《叁种沙蒿的亲缘关系与遗传分化》文中研究表明差不嘎蒿(A.halodendron Turcz.ex Bess)、褐沙蒿(A.intramongolica H.C.Fu)和黑沙蒿(A.ordosica Krasch.)均是菊科蒿属的半灌木,是干旱区重要的固沙植物,也是荒漠植被中的主要建群种和优势种,在荒漠区的生态环境保护中发挥着极其重要的作用。叁种沙蒿亲缘相近,形态特征十分相似,对叁种沙蒿间亲缘关系的研究,可更加深入地了解龙蒿组种间的亲缘演化关系,为其种间的分类提供更多分子水平上的依据。本文利用ISSR技术结合解剖特征及与环境因子的关系,对叁种沙蒿进行研究,结果如下:1.叁种沙蒿均具有高的遗传多样性,不仅表现在物种水平而且表现在种群水平上。种群水平,多态位点百分率为褐沙蒿>黑沙蒿>差不嘎蒿,物种水平的顺序与种群水平一致,但叁种沙蒿的值非常接近,褐沙蒿略高。从Nei基因多样度与香农多样性指数看,物种水平与种群水平均为差不嘎蒿>黑沙蒿>褐沙蒿,与多态位点百分率的顺序相反,说明差不嘎蒿的多态性低但均匀性高,褐沙蒿则相反。叁种沙蒿的基因分化系数为差不嘎蒿Gst=0.1041、褐沙蒿Gst=0.0757、黑沙蒿Gst=0.0768,表明叁个种均是绝大部分的遗传变异存在于种群内。2.叁种沙蒿17个地理种群的聚类分析显示,以种为单位聚为叁大支,同一物种的各种群均能聚到一起,反映出叁个种具有一定的分化。从种间关系来看,黑沙蒿5个种群构成的一大支首先与褐沙蒿的7个种群构成的大支相聚,然后再与差不嘎蒿5个种群的大支聚到一起,表现出黑沙蒿与褐沙蒿关系更为密切,物种水平上的聚类显示了同样的结果。3.由解剖特征可知,叁种沙蒿的叶及营养枝的解剖结构特征一致,反映了它们之间较近的亲缘关系。上下表皮的角质层均较厚,栅栏组织与海绵组织的比值较大,说明了叁种沙蒿较强的抗旱能力。4.差不嘎蒿、黑沙蒿的营养枝及叶解剖结构与环境因子的相关性分析显示,随着年降水量的降低,差不嘎蒿的叶上表皮角质层呈变厚的趋势,即叶上表皮角质层随干旱而变厚,以减少水分的散失。从叶下表皮角质层来看,差不嘎蒿随寒冷指数降低而变厚,黑沙蒿则随极低温的下降而增厚,表现出两种植物的叶下表皮角质层均随低温而增厚,叶厚也有同样的趋势,黑沙蒿叶厚随年均温的降低而增厚。差不嘎蒿栅栏组织厚度随着生长季降水量的减小而增大,髓茎比随着湿润指数的增大而增大,均体现出对水份的适应性。黑沙蒿营养枝基部直径则与最暖月温度有关,呈现正相关关系。再有,对于两种植物均表现出随温和度减小,营养枝皮层厚度增大,即表现出寒冷使皮层增厚。从决定系数(R2)来看,只有差不嘎蒿叶上表皮角质层与年降水、黑沙蒿营养枝基部直径与最暖月平均温度的R2值高,表明在这两个方面反映出的规律性强。

尹强, 王育青, 冯骁骋, 王坤龙, 王铁娟[3]2013年在《黑沙蒿数量性状和解剖学特征与环境因子的相关性分析》文中认为通过对黑沙蒿(Artemisia ordosica Krasch.)的数量性状和茎叶解剖学特征的研究,探讨其与环境因子的关系,旨在为进一步利用黑沙蒿进行区域沙漠化防治提供理论依据。试验结果表明:影响黑沙蒿数量性状及茎叶解剖学特征的主导环境因子是气候因子,而在诸气候因子中,水热综合因子和降水量又起到了主要作用。

参考文献:

[1]. 中国北方六种沙蒿亲缘关系、替代分布规律与成因的研究[D]. 王铁娟. 内蒙古大学. 2004

[2]. 叁种沙蒿的亲缘关系与遗传分化[D]. 李伟琼. 内蒙古师范大学. 2009

[3]. 黑沙蒿数量性状和解剖学特征与环境因子的相关性分析[J]. 尹强, 王育青, 冯骁骋, 王坤龙, 王铁娟. 中国草地学报. 2013

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