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观光木片断化居群的遗传多样性和交配系统

王霞, 王静, 蒋敬虎, 康明

生物多样性 2012, 20 (6): 676-684. DOI: 10.3724/SP.J.1003.2012.09083

摘要（6733）

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观光木(Tsoongiodendron odorum)是我国特有的濒危植物, 有居群较小、间断分布的特点。为探讨生境片断化对观光木居群的遗传多样性和交配系统的影响, 我们采用8对微卫星引物对采自广东南昆山的观光木片断化居群的61个成株和15个家系共780个种子进行了基因分型, 调查了5个空间隔离的斑块中观光木的两代遗传多样性以及各个层次(居群、斑块及个体)的交配系统参数。结果显示: 片断化生境中观光木成株遗传多样性水平适中(H_E= 0.522), 种子遗传多样性比成株稍低(H_E= 0.499), 但没有显著的差异, 近交系数在种子中也没有显著的升高, 暗示生境片断化并没有侵蚀观光木的遗传多样性; 多位点交配系统分析(MLTR)结果表明, 该片断化生境中观光木为高度异交树种(t_m = 1.000), 只有较少的双亲近交(biparental inbreeding)和相关性交配(correlated mating)事件发生, 但有效花粉供体(effective pollen donor)数目较少(N_ep为3.7-5.4); 5个斑块间异交率差异不明显, 但小的斑块有效花粉供体相对较多; 另外, 观光木个体之间的异交率存在明显差异, 少数个体存在自交现象。这些结果为濒危物种观光木的长期保护提供了重要的遗传学信息。

生活史 Stage	斑块 Stands	样本 Sample size (N)	等位基因数 No. of alleles per locus (A)	等位基因丰富度 Allelic richness per locus (A_R)	观测杂合度 Observed heterozygosity (H_O)	预期杂合度 Expected heterozygosity (H_E)	近交系数 Inbreeding coefficient (F_IS)
成株 Adults	NKS1	5	2.50	2.30	0.588	0.464	-0.267*
	NKS2	13	3.50	2.39	0.450	0.454	0.009
	NKS3	20	4.25	2.58	0.621	0.547	-0.134*
	NKS4	16	4.89	2.76	0.610	0.575	-0.061
	NKS5	7	3.88	2.68	0.542	0.568	0.047
	平均 Average	12.2	3.80	2.54	0.569	0.532	-0.070
种子 Seeds	NKS1	60	3.63	2.38	0.652	0.496	-0.315*
	NKS2	134	4.38	2.48	0.597	0.518	-0.150*
	NKS3	389	4.75	2.50	0.542	0.538	-0.007
	NKS4	168	4.25	2.59	0.654	0.571	-0.143*
	NKS5	29	2.38	1.97	0.455	0.370	-0.229*
	平均 Average	156	3.88	2.38	0.581	0.532	-0.092

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表3 观光木片断化居群中成株和种子的遗传多样性

正文中引用本图/表的段落

8对微卫星引物在观光木片断化居群中扩增得到的等位基因数(A)分别在3-15个之间, 共扩增到了48个, 平均每个位点有6个等位基因(表2)。采用这8对引物对每个斑块内成株和种子的遗传多样性进行检测(表3)。5个小斑块内的成株和种子都具有中等水平的遗传多样性, 成株的预期杂合度(H_E)为0.454-0.575, 种子的遗传多样性与成株相比稍低, 其预期杂合度(H_E)为0.370-0.571; 但是两个生活史阶段的遗传多样性水平并没有显著性差异(P = 0.990) (表3)。同样, 成株等位基因丰富度(A_R为2.30- 2.76)比种子(A_R为1.97-2.59)稍高, 但差异并不显著(P = 0.298) (表3)。

斑块NKS1、NKS3、NKS4内的成株, 以及5个斑块内的种子近交系数(F_IS)均为负值, 除NKS4的成株和NKS3内的子代外, 都显著偏离Hardy- Weinberg平衡, 存在显著的杂合子过剩现象(表3)。斑块NKS2和NKS5内成株与种子相比, 成株近交系数均为正(NKS2: 成株F_IS= 0.009, 种子F_IS= -0.150; NKS5: 成株F_IS= 0.047, 种子F_IS= -0.229) (表3), 然而这两个斑块内的成株并没有显著偏离Hardy-Weinberg平衡。总体而言, 成株近交系数(F_IS= -0.070)比种子(F_IS= -0.092)稍高, 但也无显著差别(P = 0.980)。

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