东亚特有植物合被韭和长梗合被韭遗传多样性的ISSR分析

合被韭(Allium tubiflorum)和长梗合被韭(A.neriniflorum)是葱属(Allium L.)植物中花被片合生的类群,是东亚特有植物的典型代表,也是研究第四纪气候变化对东亚温带落叶林地变迁影响的理想模式植物。该研究对合被韭16个居群154个个体和长梗合被韭14个居群133个个体采用ISSR分子标记,分析不同居群合被韭和长梗合被韭DNA水平的差异和分化,揭示2个种的遗传多样性水平和遗传结构,探讨片段化生境对居群遗传多样性和遗传分化的影响。结果表明:(1)2个类群在种级水平的遗传变异丰富,合被韭的多态位点百分率(PPB)为98.00%,Nei’s基因多样度指数(H)为0.264 8,Shannon多样性信息指数(Ho)为0.415 3;长梗合被韭PPB为95.56%,H为0.253 9,Ho为0.399 8,但居群水平遗传多样性较低,遗传分化系数(Gst)分别为0.421 8和0.430 1,变异百分率分别为38.95%和39.17%,遗传变异主要存在于居群内部。(2)结合本研究结果和前人的细胞学研究资料,认为合被韭和长梗合被韭的进化驱动力是杂交和多倍化;合被韭和长梗合被韭均以鳞茎兼行无性繁殖,克服了杂交和多倍化带来的育性降低和居群个体数量下降,保存其变异;复杂的遗传背景和多样化的繁育方式极可能是导致居群内遗传分化显著的重要因素。(3)根据已有系统发育资料和本研究UPGMA聚类显示,合被韭和长梗合被韭在种级水平具紧密亲缘关系,互为姊妹类群。研究推测,这两种的分布重叠区域——燕山山脉、太行山脉及邻近地区可能是其祖先分布区,且该区域居群遗传变异最为丰富,因此,燕山山脉、太行山脉及邻近地区可能是合被韭和长梗合被韭的分化中心和遗传多样性中心。