巴山松与油松的谱系地理学及其物种形成研究.pdf

西北大学

硕士学位论文

巴山松与油松的谱系地理学及其物种形成研究

姓名：刘萍

申请学位级别：硕士

专业：植物学

指导教师：刘占林

20100401
巴山松与油松的谱系地理学及其物种形成研究摘要Mast．)主要分布于巫山支脉、大巴山脉以及云贵高原延伸的余脉上，是我国秦巴山区的特有物种，但是数量稀少，已被列为珍稀植物。濒危物种保护面均有问题：在分类上，巴山松常作为马尾松(尸．massonianaCarr．)的变种处理，个别专家将其认作独立种；在地理分布上，巴山松与形态难以区分的本研究从分子系统学角度出发，运用DNA分子测序技术对巴山松及其近缘物种油松进行了分子谱系地理学及其物种形成的研究。共筛选了适合于巴山松、油松以及马尾松(外类群)进行群体遗传分析的2个线粒体片段(Nad4、Nad5)和2个叶绿体片段(TmS．TmG、Rpll6)，根据序列变异对27个居群共225个个体进行遗传多样性、遗传群的进化历程、地理分界位置、分布格局形成的历史原因以及可能的冰期避难所。研究结果表明：(1)两套线粒体DNA序列变异共鉴定了11种单倍型。根据mtDNA单倍型空间分布可将所有的居群划分为3个组：(I)巴山一武陵山；(II)秦岭南坡；(111)秦岭北坡。群体遗传特征上表现为：空间分子方差分析将27个居群分为3组时得到最大的组间分化(Fcr--0．78)；物种水平的核苷酸多样性(／i：)为0．00377；单倍型多样性(h)为0．745。AMOVA分析结果显示：遗传变异主要存在于组间，居群间遗传分化(FsT)为0．52；为：物种水平的核苷酸多态性(兀)为0．001结果显示-遗传变异主要存在于居群内，居群间遗传分化(FsT)为0．84；居群水平遗传多样性(Hs=0．197)和居群间总遗传多样性(Hr=0．260)都较低；居群缺乏明显的谱系地理结巴山松(Pinus的首要任务是确定物种的分布范围，理清与近缘物种之间的关系，然而巴山松在这两方Lamb．)或油松@tabuliformis油松相连，又与马尾松重叠分布，长期以来对巴山松与油松地理分界的看法争议颇多。分化的分析，初步鉴定了单倍型的地理分布模式以及系统发育关系，追溯了现代分布居居群水平遗传多样性不高(Hs：o．228)，且居群间遗传多样性差异很大(Hr=0．568．0．000)，居群分化指数(GsT=0．762，NST=0．853)高，基因流低(Nm=0．38)，谱系地理结构(NsT>Gst，0．01<P<0．05)明显。(2)两套叶绿体DNA序列变异共鉴定了13种单倍型。叶绿体的群体遗传特征表现18，单倍型多样性(h)为0．278。AMOVA分析构(Gsr=0．262<Nsr=0．288，P>0．1)，但是一种主单倍型存在多数居群中，从而导致居群间的遗传分化很小；虽然叶绿体DNA遗传标记没有发现与线粒体DNA标记一样的henryii
(4)本研究结果显示巴山松与油松和马尾松所处类群不同，因此作为油松或者马尾松交而成的；巴山松和油松的地理分界线为秦岭至大巴山一线。(5)mtDNA单倍型分布、单倍型系统发育分析以及网状支系分析(NestedAnalysis)表明：避难所为秦岭、米仓山、大巴山及武陵山一带；冰期后居群并没有经历巴山松，油松，谱系地理，物种形成，杂交，遗传多样性，遗传分化，冰期避难所居群分化式样和谱系地理结构，但是为巴山松的起源和进化提供了依据。(3)Tajima’sD(Tajima1989)，FuF木(Fu&Li1993)检验结果表明居群进化不拒绝中性假设。变种的处理是不合适的，应视为独立种为宣，它的起源是通过油松和马尾松两个谱系杂过明显的群体扩张过程。关键词andLi’sD半，FuClade
P^P，形￡P^口6“艇加rmisThe0．745．Thetwotabuliformls，andboundaries．boundariespopulationspopulations(FsoisStudiPhyIogeographyandSpecofPinushenryiMast．andtabu／?formisOarr．basedDNAltechnoAbstractMast．，mainlyWushanMountains，DabaMountainsvarianttabuliformis．Sometabuliformisanalyzed(Nad4，Nad5)andfragments(TmS—TmG,Rpl6)werescreened．Accordinganalysis，Wemodemthat：(1)Twovariationshaplotypes：(I)Bashan-WulingMountain；(II)QinlingSlope；(III)Qinlinganalysisdifferen