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遗传多样性的保护是生物多样性保护的核心。遗传多样性包括物种的不同种基因型以及基因或基因型在空间和时间上的非随机分布。克隆是植物常见的繁殖方式。植物微空间遗传格局,如克隆植物基株数目、大小及空间分布结构,会对克隆植物的遗传多样性及种群遗传结构产生影响。本文通过开发微卫星分子标记对长白山样地内稠李(Prunus padus)种群开展了分子生态学研究,对稠李种群的遗传多样性、不同年龄阶段的空间遗传结构、稠李的克隆繁殖及影响植物居群内遗传结构的生态和进化因素进行了分析和讨论,主要研究结果如下:
1,开发了17对稠李的微卫星分子标记,其中10对具有多态性。从这10对有多态性的引物中选取8对多态性高,扩增效率高的引物进行后续稠李种群的研究和分析。这8对引物在长白山稠李种群中位点的等位基因数(Na)为3-25个不等,平均观察杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)分别0.702和0.766。稠李种群具有较高的遗传多样性。区分不同的年龄级研究,各年龄级之间遗传多样性无显著差异。近交系数在成熟大径级阶段最小说明种群在幼树到长成成熟个体的过程更多的选择杂合基因型。
2,采用常见的空间自相关分析方法对稠李所有个体、未成熟阶段个体、成熟小径级阶段个体和成熟大径级阶段个体分别进行空间遗传结构分析。结果表明稠李种群总体具有一定的空间特征,在70m范围内表现出显著的正相关,110m外则表现出负相关。不同径级间空间自相关结果及基于亲缘关系系数的Sp统计分析表明,不同年龄级个体的空间遗传结构相似,这可能是由于限制性花粉和无性繁殖所致。通过遗传聚类,稠李种群可以划分为北部、中部、南部三个居群。
3,稠李的繁殖方式兼具有性繁殖和克隆繁殖。稠李种群平均克隆大小为2.83,不同的基株所含有的分株数差异很大。长白山稠李种群克隆多样性较高,可能是受到有性繁殖的影响。对稠李种群在基株和分株水平上分别进行空间自相关对比分析,结果表明克隆分株会增加空间正相关的程度,但是去除分株影响以后稠李种群还是呈聚集分布,这可能是由于空间异质性和分株与基株之间授粉,其实还是自交以及植株附近其他花粉配子太少导致。
4,本样地稠李偏向于密集型构型,和稠李本身特性以及所在的长白山样地的异质性较小有很大关系。稠李的幼苗补充方式为重复幼苗补充型。依据近5年调查结果,有性繁殖和无性繁殖在稠李繁殖中的贡献相近,克隆繁殖略大于种子繁殖。稠李种群的繁殖对策为:在自然和人为干扰较小的自然保护区内,稠李种群会通过克隆来增加幼苗在竞争环境中的繁殖成活率,但植物在有限空间内不可能无限地营养生长下去,当种内竞争激烈而受到密度制约时,稠李就会偏向于种子繁殖,从而避免了种群内的自相竞争。