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宝华玉兰(Magnolia zenii Cheng)隶属木兰科(Magnoliaceae)木兰属(MagnoliaL)植物,为江苏特有种,分布仅限于江苏镇江宝华山国家森林公园,为国家级濒危珍稀物种。本研究利用ISSR分子标记技术,对宝华山现存的宝华玉兰野生种群(wildpopulation)、半野生种群(semi-wild population)和人工种群(cultivated population)(分别采自南京中山植物园、南京师范大学随园校区、宝华山农户家栽种、镇江市句容县摇林口工区、镇江宝华山公园行道绿化带、南京林业大学校园)的遗传多样性和遗传结构进行了研究,主要得到以下结论:
1.用筛选的10个ISSR引物对宝华玉兰的3个种群的共66个个体进行PCR扩增,共得到107条清晰的扩增条带,平均每个引物扩增的条带数为10.7条。3个种群的多态位点百分率(PPB)为73.83%,分别为野生种群(62.62%)>人工种群(60.75%)>半野生种群(57.94%)。
2.Nei′s基因多样性(He)在0.2126~0.2211之间,平均为0.2161;Shannon′s信息指数(Ho)所反映的遗传多样性比Neis基因多样性高,介于0.3180~0.3300之间,平均为0.3224。多态位点的百分率、Nei′s基因多样性和Shannon′s信息指数反映了宝华玉兰的遗传多样性水平较高。
3.Nei′s遗传分化系数(Gst=0.0977)和AMOVA分析(φst=8.36%)结果基本一致,即宝华玉兰3个种群的遗传变异主要存在于种群内,只有很少部分存在于种群间。而种群的基因流(Nm=2.3089)较大,推测宝华玉兰目前尚未受到小种群遗传漂变的影响,或者这种影响极小。
4.利用MEGA3.1软件对种群聚类分析(Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean, UPGMA)的结果显示野生种群与人工种群先聚为一类,说明两者可能有较近的亲缘关系。
5.试图对种群规模较小、地理距离尺度较近的野生种群间的地理距离和遗传距离之间的关系进行Mantel检验。根据野生种群的个体分布,将野生种群分为4个亚种群,Mantel检验揭示4个野生亚种群间的地理距离和遗传距离存在显著相关性(r=0.8563,P=0.03<0.05)。
基于本研究的遗传学数据,并结合野外调查,推测宝华玉兰濒危状况由于原生境片断化和人类活动的干扰。同时生殖障碍可能对宝华玉兰现存的野生个体数量较少有影响。对宝华玉兰的保护,建议保护区加强对现存种群个体实施及时有效的保护,尤其对遗传水平相对较高的野生种群。如要进行迁地保护,因遗传变异主要存在于各种群内的个体间,故有必要采用3个种群间个体进行混合繁殖和相互移栽的措施。