濒危蕨类植物粗梗水蕨的交配系统研究

【摘要】粗梗水蕨(Ceratopterispteridoides)隶属水蕨科(Parkeriaceae)水蕨属(Ceratopteris),是一年生的同型孢子蕨类植物(2n=78),在我国多分布在湖南、湖北、安徽、江苏、广西、云南等热带和亚热带地区。粗梗水蕨(C.pteridoides)用途广泛,其嫩叶可以食用,还可作为药用和园林观赏植物。粗梗水蕨还被视为研究植物性别决定以及分子生物学、配子体形态、生物化学、遗传学和细胞生物学等学科的模式植物。近年来,由于人类活动的影响,粗梗水蕨在我国存在的数量正在急剧下降,濒临灭绝,已被列为国家Ⅱ级重点保护野生植物。植物的交配系统是影响植物种群遗传多样性、遗传结构、基因型的空间分布和基因流的最关键因素。因此,研究濒危植物的交配系统,对探讨物种的濒危机制、生物多样性至关重要。本研究利用扩增片段长度多态性(AFLP)分子标记技术,结合配子体发育实验和自交实验,对粗梗水蕨(C.pteridoides)的交配系统进行定量分析,以确定该物种的交配模式,为制定合理的保育策略提供理论依据。主要得到如下结论：(1)利用筛选出的13对AFLP引物共扩增出475个清晰条带,其中多态性条带143个,占30.11%,多态性位点百分率Pp为30.11%,Nei遗传多样性指数H为0.081,Shannon多样性指数Ⅰ为0.136,表明粗梗水蕨遗传多样性水平较低；而种群克隆多样性水平和克隆系丰富度(Simpson多样性指数D=0.99,Fager指数E=0.99)却比较高,这可能与粗梗水蕨的有性繁殖特征密切相关；(2)分子方差分析(AMOVA)表明粗梗水蕨主要的遗传变异主要发生在种群间(53.27%),和其种群间遗传分化系数水平(Gst=0.5036)基本吻合,推测可能是粗梗水蕨的生境片段化日益严重,而导致种群间的交流减少(基因流Nm=0.4876),迫使粗梗水蕨种群发生自交,种群内的遗传分化水平变低。地理距离和遗传距离之间的相关性通过Mantel检验(相关性指数r=0.3872,p=0.9798),表明没有明显相关性。(3)配子体发育和自交实验表明,粗梗水蕨的孢子萌发率不高(平均值为48.5%),说明其对生长环境要求比较严格。而在适宜的人工培养条件下,配子体更倾向发育为雌雄同体,且隔离培养后自交成活率在72.9%以上,表现出一定水平的自交潜能；(4)交配系统分析表明,多位点异交率(tm)和单位点异交率(ts)值都在0.863以上,群体近交指数(tm—ts)的值为0.136,种群水平的近交系数F=0.507,各个种群的F值更小,表明粗梗水蕨近交水平较低,更倾向于异交；双亲异交关联度(rp(s)—rp(m))的值为-0.078,暗示双亲具有较低水平的关联度。(5)就地保护最有效的措施之一是保护其生境,因地制宜建立重点保护区,减少人类活动对其生境的破坏。由于粗梗水蕨倾向于异交繁殖,且遗传多样性水平较低,在实施迁地保护时要尽可能地促使不同地区的种群进行混合培育,进而减少近交机会,提高基因交流水平,丰富其遗传多样性,达到扩大种群的有效数量的目的。
【作者】高威；
【导师】王沫；董元火；
【作者基本信息】华中农业大学，特种植物育种与栽培，2014，硕士
【关键词】粗梗水蕨；濒危；交配系统；遗传多样性；克隆多样性；保育策略；

【参考文献】
[1]彭振翼.固态存储系统PCIe接口的设计方法与实现[D].华中科技大学,计算机技术,2013,硕士.
[2]李松涛,张长水,荣钢,边肇祺.一种基于最小二乘估计的深度图像曲面拟合方法[J].自动化学报,2002,02:310-313.
[3]卓玺.重庆主城货车交通管理对策研究[D].重庆交通大学,道路与铁道工程,2012,硕士.
[4]孙昭友.能遏止产生二噁英的包装塑料薄膜[J].包装世界.2000(05)
[5]冯浩.先秦时期中原骑兵研究[D].河北师范大学,中国古代史,2012,硕士.
[6]张志刚.高校课堂网络实时录播系统设计与实现[D].河北科技大学,计算机技术,2014,硕士.
[7]秦海霞.中学文学教育的反思与创新[D].湖南师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[8]余翔,李伟.改革红利形势下企业创新自觉的整合问题研究[J].未来与发展,2014,02:49-53+21.
[9]包济航.积极开发设计不断优化改进[J].发电设备.1990(09)
[10]卢红霞.《诗经》天文意象的文化考察[D].西北大学,中国古代文学,2013,硕士.
[11]吕江维,曲有鹏,王立,任君刚,张文君,刘华石,乔晓溪.BDD电极电催化生成羟基自由基的检测[J].分析试验室,2015,04:379-382.
[12]李晓霞.甘肃少数民族侨务资源培育研究[D].兰州大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[13]杨远.基于Wells-Dawson型多金属氧酸盐杂化化合物的合成、结构及性质研究[D].东北师范大学,无机化学,2012,硕士.
[14]赵璐.新型铋催化剂的合成及其催化二氧化碳与环氧化物制备碳酸酯的研究[D].中南民族大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[15]张萌.论《左传》中的礼[D].吉林大学,中国古代史,2014,硕士.
[16]邹东云.冬枣采后生理及其高效贮藏保鲜药剂的筛选研究[D].中国农业大学,农药学,2004,硕士.
[17]雷刚.数控切割机图形显示与实时跟踪[D].西南交通大学,电力电子与电力传动,2012,硕士.
[18]王波.治伤巴布剂对炎性疼痛大鼠模型行为学及其背根神经节Nav1.7表达的影响[D].湖南中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2014,硕士.
[19]石洋子.金华公司营销战略研究[D].中国地质大学（北京）,工商管理,2012,硕士.
[20]刘志平.还林条件下不同恢复年限的老参地植物物种多样性研究[D].东北师范大学,植物学,2012,硕士.
[21]祁宏伟.小型辊弯成形机的机械设计与结构分析[D].北方工业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[22]刘建国.三相复合导电混凝土用于道路及桥面融雪化冰的研究[D].长安大学,交通运输工程（专业学位）,2014,硕士.
[23]李媛媛.同轴送粉式激光熔覆气体—粉末流对熔池形貌的影响研究[D].湖南大学,机械工程,2012,硕士.
[24]杨海萍.基于清单计价模式的莱茵庄园项目招投标阶段投资控制研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[25]张萍.2型糖尿病患者空腹胰岛素水平与胰岛素抵抗综合征的关系探讨[D].河北医科大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[26]王文珍.隔代教养大学生的生活世界[D].南京师范大学,发展与教育心理学,2012,硕士.
[27]王作峰.无氮（O_2/CO_2）环境下柴油机燃烧过程与排放特性研究[D].合肥工业大学,车辆工程,2013,硕士.
[28]张翠.上海城乡一体化的基本医疗保险体系研究[D].上海工程技术大学,社会保障,2014,硕士.
[29]穆钢,王健,严干贵,崔杨,黄亚峰,安军.双馈型风电机群近满载工况下连锁脱网事件分析[J].电力系统自动化,2011,22:35-40.
[30]白福玉.地震多点激励下大跨双层穹顶网壳结构动力分析[D].西安建筑科技大学,工程力学,2013,硕士.
[31]李爱成.4-DOF关节式码垛机器人本体设计与运动学分析[D].合肥工业大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[32]赵旭彤.变压器色谱信号的在线处理与可拓关联故障诊断[D].上海交通大学,高电压与绝缘技术,2013,硕士.
[33]张金凤.我国民事公益诉讼制度研究[D].河北经贸大学,民事诉讼法,2014,硕士.
[34]徐晓峰,黄林鹏,顾锡康.关联规则挖掘在证券业个性化服务中的应用[J].计算机工程,2005,19:214-216.
[35]陶涛.关中—天水经济区科技资源统筹研究[D].西安科技大学,马克思主义理论,2013,硕士.
[36]潘蒙.网络上时滞耦合系统的指数稳定性[D].哈尔滨工业大学,计算数学,2013,硕士.
[37]宋春逸.我国试行“营改增”政策的现状及其完善[D].上海交通大学,公共管理,2013,硕士.
[38]赖荣旋.我国商业银行个人理财业务发展探讨[D].厦门大学,2005.
[39]徐国新,夏清,康重庆.抗灾型电网规划模式与模型[J].电力系统自动化,2010,03:17-21.
[40]吴伟.重组人表皮生长因子与碱性成纤维生长因子促进角膜上皮损伤修复及血管新生[D].南方医科大学,眼科学,2012,硕士.
[41]肖笛,程勉,高为炳.参数空间中鲁棒稳定性问题[J].自动化学报,1991,02:137-143.
[42]秦阳.中青旅电子商务盈利模式及其实施策略研究[D].北京交通大学,2013.
[43]肖婷婷.中晚期肺癌厚腻苔与舌苔脱落细胞bcl-2、EGFR表达的相关性研究[D].河北医科大学,中医诊断学,2013,硕士.
[44]王峰.数据仓库在煤炭系统的应用研究[D].辽宁工程技术大学,2004.
[45]曹红凤.用于弱目标检测的粒子滤波检测前跟踪算法[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[46]卢志红.信用评分模型在我国企业贷款评估中的应用研究[D].天津大学,数量经济学,2004,硕士.
[47]徐良芳.区域水资源可持续利用评价指标体系及其评价方法研究[D].西北农林科技大学,2002.
[48]吴舒辞.竹胶板生产过程测控技术及应用研究[D].中南大学,2007.
[49]杨利全.碲铝铯氧化物玻璃的制备与特性研究[D].苏州大学,光学工程,2013,硕士.
[50]邹志.酶法合成脱氧核苷酸及其类似物[D].华东理工大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.