丹霞梧桐群落特征比较研究

丹霞梧桐(Firminana danxiaensis Huse et H.S.Kiu)是丹霞地貌的特有物种,为国家二级重点保护野生植物,目前仅在广东韶关地区有发现。为科学、有效地保护该珍稀物种,我们对韶关地区丹霞梧桐的资源状况和群落特征进行调查研究。结果表明,丹霞梧桐在韶关地区的分布以丹霞山和南雄山地为主,两地丹霞梧桐数量和特征存在一定差异。丹霞山群体的总株数多于南雄,但平均冠幅、胸径和树高小于南雄,南雄群体树体相对高大,长势较好。典型群落植物种类及其生活型调查结果显示,丹霞山和南雄两地丹群梧桐群落中的维管植物种类相近,分别为60种和59种。丹霞山群落中的植物科属更为丰富,南雄群落中的蕨类植物和乔木种类多于丹霞山。两地群落中高位芽植物均占优势,但丹霞山的地面芽植物和一年生植物比例高于南雄。根据丹霞梧桐的分布特点和群落特征,今后可在进一步扩大调查范围,发现新种群的基础上,采取划分保护小区,开展人工繁育和种群回归的方式对该珍稀物种进行有效保护。

基于丹霞梧桐转录组数据的EST-SSR标记开发

以丹霞梧桐转录组序列为基础,开发丹霞梧桐EST-SSR标记位点,并利用其对丹霞梧桐群体进行遗传多样性分析,评价丹霞梧桐群体的遗传多样性水平,为丹霞梧桐的合理利用和保护提供依据。应用Primer 3.0、Gen Al Ex6.3、FSTAT和MS-tools等软件进行引物设计和相关遗传参数分析。17858个SSR位点分布于79920个unigene序列,SSR位点密度为1/4.78 kb。SSR重复基序中,三核苷酸(43.64%)为优势核苷酸,其次为四核苷酸(23.52%)和二核苷酸(15.54%)。三核苷酸和二核苷酸优势重复基序分别为AAG/CTT和AG/CT。以16个样本为材料,从设计的73对引物中共筛选出16对多态性EST-SSR引物,多态性信息含量(PIC)的平均值为0.546,所开发位点具有较高的多态性。主成分分析(PCA)表明,这些位点具有很好地鉴别不同地区样本,甚至单株的能力。3个群体的遗传多样性参数对比结果表明,丹霞梧桐群体具有中等程度的遗传多样性,其期望杂合度(He)的变化范围为0.550~0.605。地质、历史气候变化及人为干扰等因素可能是造成丹霞梧桐群体偏离哈代-温伯格平衡的主要原因。本研究所开发的EST-SSR多态性位点可为丹霞梧桐遗传结构分析和分子辅助育种等相关研究奠定良好基础。

丹霞梧桐群体遗传结构及其遗传分化

丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)是分布于我国韶关地区北部丹霞地貌的特有物种, 其分布范围狭窄, 种群数量小。本文利用EST-SSR分子标记位点, 分析丹霞梧桐群体(丹霞山组群和南雄组群)的遗传多样性和遗传结构, 研究群体的分化历史, 探讨该物种的可能分布和科学保护策略。结果表明: 丹霞梧桐总的遗传多样性中等(Ht = 0.631), 群体内遗传多样性较高(Hs = 0.546), 遗传变异主要存在于群体内(79.66%), 但不同地理组群间存在显著的遗传分化(FST = 0.150)。长期地理隔离和现代人为干扰是形成丹霞梧桐当前遗传变异模式的主要原因。STRUCTURE分析可将研究群体划分为清晰的两个基因库(gene pool), 其遗传结构与系统发育地理格局之间有密切关系。丹霞梧桐不同地理群体经历了独立的进化路线, 但丹霞山群体的杂合性高, 遗传背景更为复杂。近似贝叶斯运算法(Approximate Bayesian Computation, ABC)分析表明, 丹霞山和南雄地理群体在10万年前由同一个祖先群体分化而来, 分化时有效群体大小分别为7,290和5,550。结合丹霞梧桐的遗传变异和生态位信息, 可推测丹霞梧桐曾广泛分布于南岭地区, 受第四纪第三次亚冰期的影响, 南岭北部的丹霞梧桐群体因气候剧烈变化而灭绝, 仅在南岭南部适宜的环境中得以保存并繁衍至今, 丹霞山和南雄是丹霞梧桐最主要的两个冰期避难所。在全面掌握丹霞梧桐的自然分布, 开展就地保护的基础上, 通过建立种质资源圃、人工种苗扩繁、自然回归试验等措施, 对于该物种的异地保护、种群恢复和开发利用具有重要意义。