论文部分内容阅读
生态分化作为植物进化的前奏，相关研究一直备受关注。磷素作为生物生长必需营养元素之一，在陆地生态系统中起着重要作用。植物的生态分化受诸多因素驱动，磷素也许是植物生态分化的驱动力之一。为此，本实验以滇池流域富磷区四种常见植物（紫茎泽兰Eupatoriumadenophorum、戟叶酸模Rumex hastatus、蔗茅Saccharumrufipilum、马桑Coriaria sinica）为研究对象，对采自不同土壤磷条件下四种植物各6个种群进行了同质园栽培研究，通过对其表型性状、生理生态性状以及遗传方面进行测量，并采用单因素方差分析、变异系数分析、聚类分析、相关性分析、遗传分化指数等分析统计方法，分析了四种植物各个种群的表型变异、生理生态分化、遗传分化。研究结果表明: (1)表型变异方面:同种植物不同种群间在株高、叶面积、比叶面积、叶干物质量上存在显著差异，同种植物不同种群同一表型性状上变异系数差别很大，不同表型性状变异幅度也不相同，这表明种群间表型性状的差异具有遗传上的稳定性。四种植物4个表型性状反映出的变异，蔗茅、戟叶酸模、紫茎泽兰、马桑各种群表型性状的变异平均有24.01％、4.58％、16.80％、9.42％来源于种群间，59.86％、66.17％、63.15％、68.51％的变异存在于各种群内部。结果表明富磷退化山地优势植物表型变异不是来源于表型可塑性，而是出现一定的遗传分化。 (2)生理生态方面:过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)、叶绿素含量在蔗茅种群间差异不显著，但种群内变化幅度较大。蔗茅种群间酸性磷酸酶(APA)活性存在显著差异;紫茎泽兰各种群在过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、酸性磷酸酶(APA)含量及叶绿素含量上存在显著差异;POD、MDA在马桑种群间不存在显著差异，但它们在种群内的变化幅度大小不一。马桑-6(Cs-6)种群与其他种群在叶绿素含量上差异显著。APA含量方面，马桑各种群间差异显著;戟叶酸模各种群在POD、APA活性、MDA含量及叶绿素含量上差异显著。四种植物生理性状的变异程度在种群间和种群内的分布是不均衡的，四种植物生理变异同其表型变异相似，大部分变异来自于种群内部。蔗茅、戟叶酸模、紫茎泽兰、马桑各种群生理性状的变异平均有9.82％、28.68％、13.57％、6.51％来源于种群间，59.24％、43.10％、60.02％、47.94％的变异存在于各种群内部，其余30.95％、28.22％、13.57％、6.51％来自于个体间。 (3) ISSR分子标记结果表明，四种植物（蔗茅、马桑、紫茎泽兰、戟叶酸模）种群内平均多态位点比率分别为:42.20％、44.87％、51.57％、38.87％。四种植物种间遗传分化指数由大到小顺序排列为:戟叶酸模(0.4981)＞马桑(0.3934)＞蔗茅(0.3674)＞紫茎泽兰(0.3471)。紫茎泽兰、戟叶酸模、马桑、蔗茅遗传多样性在种内所占比例分别为:65.28％、50.21％、60.66％、63.26％，遗传多样性在种间所占比例分别为:34.71％、49.81％、39.34％、36.74％。 (4)四种植物表型、生理性状与土壤磷、氮含量相关性分析结果表明，土壤磷含量对紫茎泽兰、戟叶酸模各性状影响较大;土壤氮含量对蔗茅、马桑各性状影响较大。 同质园条件下四种植物在表型及生理性状方面存在显著差异，这说明富磷区优势植物对当地异质环境的适应已出现一定的遗传分化，四种植物的遗传分化指数也支持这一结果。四种植物表型及生理性状与土壤因子综合分析结果认为，富磷区优势植物的生态分化是受土壤磷、氮的综合影响。