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差不嘎蒿(Artemisia halodenddron)是菊科蒿属旱生半灌木,是科尔沁沙地植被恢复的主要植物种,也是沙地植被的主要优势种和建群种。由于差不嘎蒿抗逆性强,生态可塑性大,具有很强的抗旱、抗风蚀和抗沙埋的能力,因此研究差不嘎蒿种群的遗传变异机制具有重要的生态学意义。本研究以早生的沙生植物差不嘎蒿为材料,利用ISSR分子标记和cpDNA trnL-F、psbA-trnH、nrDNA ITS序列,对科尔沁沙地差不嘎蒿进行遗传变异分析:分析差不嘎蒿种群的遗传多样性与生境梯度的相互关系以及种群分布与水热梯度的相互关系；研究差不嘎蒿种群分子变异与不同生境中主导生态因子之间的相互关系,旨在为防止草原退化和退化草原恢复提供遗传学理论基础。本研究主要结论如下:
1.随着生态恢复时间的延长,13个差不嘎蒿种群的土壤理化性质有明显变化,具体表现为:土壤大颗粒成分显著降低,小颗粒成分明显增加,土壤由粗变细；土壤PH值表现为:丘间低地>半固定沙地>流动沙地>半流动沙地>固定沙地,且五种生境土壤均显示出弱碱性;5种不同生境土壤有机碳(C)和土壤全氮(N)均表现出;丘间低地>固定沙地>半固定沙地>半流动沙地>流动沙地。
2.科尔沁沙地13个差不嘎蒿种群在年降水量、湿润指数和水热因子指数三项指标中都表现出明显的差异。
3.14条ISSR扩增引物得到157条清晰的DNA条带,其中多态性条带为103条,所占的百分比是65.61％,扩增的DNA片段长度介于200～2000bp之间,14条引物扩增的DNA条带数平均为11.2条；14条引物在13个种群所产生的多态位点数为16～50条,多态位点百分率为10.19～37.58％；种群5和种群7之间的遗传相似度最大,为0.9817,遗传距离最小,为0.0183:种群4和种群6之间的遗传相似度最小,为0.6581,遗传距离最大,为0.3419。
4.相关性分析表明,差不嘎蒿种群遗传多样性参数与年均温、年均降雨量和寒冷指数呈正相关,与生境类型、土壤全氮和水热因子指数呈负相关,且与上述环境因子关联均不显著(p>0.05),但与年较差呈显著正相关(p<0.05)。
5.环境因子对科尔沁沙地差不嘎蒿的遗传变异均产生了一定程度的影响,不同环境亚因子作用下的种群间遗传变异占总遗传变异的29.15％～52.18％,即47.82％～70.85％的遗传变异来自于种群内,种群间的基因流在0.5257～2.0084之间。
6.科尔沁沙地差不嘎蒿10个种群243个个体的两条不同叶绿体序列片段共得到了7种不同类型的单倍型。即A,B,C,D,E,F和G,其中单倍型A分布最广；在物种水平上,差不嘎蒿种群具有较高的单倍型多样性水平(Hd=0.769),较低的核酸序列多样性水平(x=0.0016)；在区域水平上,高水热区域种群单倍型多样性和核酸序列多样性均高于低水热区域种群。
7.科尔沁沙地不同水热区域差不嘎蒿种群的叶绿体基因单倍型不能依据不同种群和不同水热水平进行聚类,共得到了三个分支Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；差不嘎蒿种群在不同水热区域间存在很大的遗传差异(19.72％),种群间的基因流很小(67％)；差不嘎蒿叶绿体基因单倍型在科尔沁沙地是随地理分布的;在物种水平上的FST为0.873。
8.9个种群的差不嘎蒿和外类群中亚草原蒿的1TS序列长度变异范围为626bp-687bp；ITS-1长度为251-256bp；5.8S为162-168bp；ITS-2长度为207-269bp:9个种群的差不嘎蒿和外类群中亚草原蒿的G+C含量在ITS-1、5.8S和ITS-2的变化范围分别为54.02％-54.77％、53.575-54.32％和56.52％-58.64％;排序后的ITS序列总长696bp,其中变异位点401个,信息位点191个。
9.差不嘎蒿种群ITS最大简约树(MP)说明,CladeⅡ较CladeⅠ原始,顺序依次为subp4→subp1→subp2→subp3→subp8→subp6→subp7→subp9→subp5.与其相对应的生境次序大致为丘间低地→半流动沙地→流动沙地→半固定沙地→固定沙地。