海南岛金钟藤快速扩张的遗传基础及群落特征研究

论文摘要

金钟藤是海南岛的一种土著灾变植物,近年来呈现不断蔓延扩张的趋势,在海南岛的分布面积已超过2000 ha,严重影响树木生长,对森林生态系统造成了严重的破坏。基于采集自不同干扰强度的8个林区的77份样品和ISSR分子标记技术,探讨金钟藤的遗传多样性规律;以48个金钟藤典型分布群落为研究对象,探讨金钟藤与伴生物种的种间联结关系和生态位特征,以及群落的稳定性规律:基于370个金钟藤的分布点和降雨量、温度、地形以及植被覆盖率等69个环境因子,预测当前与未来两种气候模式下金钟藤在海南岛的潜在分布区域,实现对其扩张的预警和防范。主要研究结果如下:1)13对引物共扩增到220个位点,多态性位点百分率(PPL)为90.00%,Shannon指数(Ⅰ)为0.33±0.22,Nei’s基因多样性(H)为0.21±0.17,高于其他森林有害植物,表明在物种水平上,海南岛金钟藤具有非常丰富的遗传多样性:在种群水平上,不同干扰强度下金钟藤的遗传多样性大小为:低干扰强度(包括五指山种群)>中等干扰强度(包括鹦哥岭、霸王岭、吊罗山和尖峰岭等种群)>高干扰强度(包括黎母山、甘什岭和白石岭种群),且组间差异显著,表明金钟藤的遗传多样性随着干扰强度的增大而减少;种群间遗传分化系数(0.28)和AMOVA结果(24.88%)表明,超过70%以上的遗传变异存在于种群内,不足30%的变异存在于种群间;种群间较高的遗传相似度(0.93)和Mantel test分析结果(r=0.39,P=0.10)表明,8个种群间存在较为密切的亲缘关系;2)种间联结、生态位特性和“贡献定律法”的分析结果表明,金钟藤群落的优势物种间呈正联结关系,金钟藤与芳槁润楠、黄椿木姜子和鸭脚木等物种具有较为紧密的关联性和较高的相伴出现机率,说明这些物种的资源利用方式较为相似;金钟藤在群落中占据了最大的生态位,与芳槁润楠、黄椿木姜子和银柴等伴生物种具有较高的生态位重叠并形成较为激烈的竞争关系:伴生物种之间的生态位重叠则较低,表现为较小的竞争关系;金钟藤所在群落的相对稳定性较差,这与种问竞争、环境压力和干扰活动等因素有关;建议加强对森林的保护力度,尽量减少外部干扰,从而降低金钟藤肆意扩张的机率;3)“刀切法”的分析结果表明,海拔(44.3%)、最湿季度的平均温度(11.8%)和5月平均降雨量(9.8%)是影响金钟藤生长和分布最重要的环境因子,金钟藤的分布概率随着这些因子的增大而增大;通过“最大熵”模型模拟分析,当前气候模式下,金钟藤在海南岛潜在分布的高风险区、中高风险区、中风险区和低风险区的百分比分别是:6.82%、11.32%、16.31%和65.55%(AUC=0.937),金钟藤主要集中分布在海南岛中部和西南部的部分市县,并可能向周边区域蔓延;在2050年的气候模式下(RCP 2.6,温度平均上升1℃),金钟藤在海南岛潜在分布的高风险区、中高风险区、中风险区和低风险区的百分比分别是:16.01%、11.92%、16.16%和55.92%(AUC=0.889),金钟藤将几乎完全覆盖白沙黎族自治县、琼中黎族苗族自治县、五指山市、保亭黎族苗族自治县和陵水黎族自治县等县市,并呈现出大幅度向西部区域蔓延的趋势,因此,应将这些地区作为金钟藤防治的重点区域。

论文目录

摘要

Abstract

1 引言

1.1 遗传多样性及其检测方法

1.2 种间联结

1.3 群落稳定性

1.4 生态位

1.5 物种分布模型

1.6 金钟藤研究进展

1.7 研究目的及意义

1.8 研究内容

1.9 技术路线

2 研究区域概况

2.1 海南岛

2.2 鹦哥岭（YGL）林区

2.3 霸王岭（BWL）林区

2.4 尖峰岭（JFL）林区

2.5 甘什岭（GSL）林区

2.6 黎母山（LMS）林区

2.7 五指山（WZS）林区

2.8 吊罗山（DLS）林区

2.9 白石岭（BSL）林区

3 海南岛金钟藤的遗传多样性研究

3.1 材料和方法

3.1.1 研究地区概况

3.1.2 样品采集

3.1.3 DNA提取与PCR扩增

3.1.4 数据分析

3.2 结果

3.2.1 PCR的扩增结果

3.2.2 遗传多样性

3.2.3 遗传结构

3.3 讨论

3.3.1 海南岛金钟藤的遗传多样性

3.3.2 海南岛金钟藤的遗传结构

4 海南岛金钟藤所在群落特征研究

4.1 材料与方法

4.1.1 研究区域概况

4.1.2 样方选取及野外调查

4.1.3 数据分析方法

4.2 研究结果

4.2.1 主要种对间的关联性

4.2.2 种群间的总体联结性与群落稳定性

4.2.3 金钟藤与伴生物种的生态位

4.3 讨论

4.3.1 金钟藤群落优势种种间联结关系分析

4.3.2 金钟藤群落稳定性分析

4.3.3 金钟藤群落优势种生态位分析

4.3.4 防治建议

5 海南岛金钟藤在当前和未来气候模式下的潜在分布区域预测

5.1 材料和方法

5.1.1 研究地区概况

5.1.2 数据收集

5.1.3 模型分析

5.2 研究结果

5.2.1 MaxEnt生态模型的精度验证

5.2.2 影响金钟藤分布的主要环境因子

5.2.3 当前气候模式下金钟藤的潜在分布区

5.2.4 RCP2.6气候模式下2050年金钟藤的潜在分布区预测

5.3 讨论

5.3.1 影响金钟藤分布的主要环境因子

5.3.2 金钟藤在当前和未来气候模式下的潜在分布区

6 主要结论和展望

6.1 主要结论

6.2 论文创新点

6.3 存在问题及展望

参考文献

附件

在读期间的学术研究

发表论文与毕业论文相关性

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 江焕

导师: 龙文兴

关键词: 金钟藤,遗传多样性,种间联结,生态位特征,群落稳定性,潜在分布区域

来源: 海南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学,生物学

单位: 海南大学

基金: 海南大学青年教师基金(hdkyxj201704),海南省普通高等学校研究生创新科研课题(Hys201765),国家自然科学基金项目(31660163,31870508),海南省自然科学基金项目(312064,2016CXTD003D)

分类号: Q943;Q948

DOI: 10.27073/d.cnki.ghadu.2019.000542

总页数: 86

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