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川西南金荞麦种群形态学差异性与生境变化的影响研究_代写毕业论文

本站原创   发布时间:2018-12-30   [点击量:934]  


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金荞麦(Fagopyrumcymosum(Trev.) Meisn.)是蓼科荞麦属多年生草本植物,具较高的药用及营养价值,属国家二级保护植物。金荞麦分布广泛,在四川多个区域均有发现。调查发现金荞麦群体在同一生境或不同生境都会出现较大形态差异,这种差异及变化早已经成为国内外学者对金荞麦种性特征及分类地位的争论热点。鉴于此,本研究川西平原(温江和锦江)、四川盆周西缘(雅安)及横断山脉(龙肘山和螺髻山三种不同生境中五个样区采集的野生金荞麦为材料,通过对这三种生境中的的金荞麦种群垂直分布与种群密度变化调查、形态变化特征分析形态与生境因子的相关性分析以及基于生命条码核基因ITS叶绿体基因matK两种分子标记的系统进化树建立,研究不同生境条件下金荞麦的形态学特征及其分子标记变化的异同,以期对金荞麦的种群关系与分类提供理论依据。其主要结果如下:

1三种不同生境区域的金荞麦种群形态学分析发现:金荞麦种群营养器官的形态学特征具有较大的差异,其具体表现为从川西平原温江区和锦江区到雅安直到横断山脉的龙肘山和螺髻山,随海拔的升高,叶片长、宽逐渐变小,叶形则由卵圆形、三角形逐渐变为三角形、戟形,叶片逐渐变厚,株高变矮,茎杆逐渐变细;此外,金荞麦的育性在这三类区域也表现出明显变化,横断山脉的龙肘山和螺髻山,以及雅安两区域,金荞麦能够完成开花、结实;而川西平原温江区和锦江区,金荞麦种群都只能成花,不能结实。这可能与金荞麦种群在川西平原低海拔(560m以下)、高湿润(80%)、昼夜温差小等生境因子密切相关。同时,三种不同生境区域金荞麦的花器官均表现出雌雄蕊不等长,即存在两种类型:雄蕊长于雌蕊和雄蕊短于雌蕊;金荞麦作为大粒组野生荞麦,两种花器官类型产生的种子具有较大差异,表现在长雌蕊型花主要产生锐三棱锥形种子,而短雌蕊型花主要产生钝三棱锥形种子。说明种子和花生殖器官具有相对较高的遗传稳定性。

2、通过对金荞麦营养器官的形态学特征与生境因子的相关性分析发现:金荞麦株高与海拔(相关性-0.363**)、年日照时数(-0.349**)、年平均降水量(-0.514**)呈极显著的负相关,与年最低气温(0.416*)、无霜期(0.240*呈显著的正相关,与年平均气温(0.437**呈极显著的正相关主茎节数与年最高气温(-0.196*)呈显著的负相关;茎粗与年最高气温(0.425**)呈极显著的正相关,与海拔(-0.078*呈显著的负相关,与无霜期(-0.293**)呈极显著的负相关叶片长与年日照时数(-0.264*)、无霜期(-0.208*)呈显著的负相关,与海拔(-0.303**)、年最低气温(-0.336**)和年平均气温(-0.351**)呈极显著负相关,与年平均降水量(0.384**)呈极显著正相关;叶宽和海拔(-0.067*)、年日照时数(-0.097*)呈显著负相关,其他相关不显著。分析表明金荞麦营养器官的形态学特征差异与生境因子的差异有显著的相

3、基于核基因ITS叶绿体基因matK对三个区域生境不同形态的金荞麦作系统进化树分析发现:不同区域生境中金荞麦种群植株各个体,凡雄蕊长于雌蕊的或雄蕊短于雌蕊的各自聚为一类。表明在长期的自然选择下,金荞麦种群中演化出了两种不同的类型,在分子水平发生了显著的差异,但这种差异是否达到变种或亚种的水平仍需进一步的分子生物学、生殖生物学、细胞生物学证据的支持。

综上所述,金荞麦营养器官的形态学特征与不同区域生境的差异呈现显著的相关性。但各形态变异种群在其遗传上则表现出了相对的稳定性。这表明,在对金荞麦的开发利用过程中,为了得到形态特征相同的金荞麦植株及种子产量,生境因子影响十分重要;这也为我们证实,金荞麦可以作为栽培植物,并根据其生长周期与特性,研究并产生相应的栽培技术措施是必要的。同时,本研究发现基于生殖器官(花器官)的分类与基于分子标记的进化树建立其结果具有一致性,这在以经典形态分类学为标志的金荞麦系统进化研究中,应把生殖器官的形态学异同作为分类首先考虑的,这种异同可以成为遗传变异分析的基本依据。

 

关键词:川西南 金荞麦 形态差异 生境因子 相关性研究 系统进化 ITS序列 matK


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