全 文 ：第 35 卷第 17 期
2015年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.17
Sep.,2015
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金(30870392)
收稿日期:2013鄄12鄄22; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄11鄄03
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: lijm@ tzc.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201312223001
左威, 宋文静, 金则新, 李钧敏.活血丹小尺度空间遗传结构.生态学报,2015,35(17):5761鄄5768.
Zuo W, Song W J, Jin Z X, Li J M.Fine鄄scale spatial genetic structure of Glechoma longituba.Acta Ecologica Sinica,2015,35(17):5761鄄5768.
活血丹小尺度空间遗传结构
左摇 威1,2,3, 宋文静3, 金则新2,3, 李钧敏2,3,*
1 上海师范大学生命与环境科学学院, 上海摇 200234
2 浙江省植物进化生态学与保护重点实验室, 台州摇 318000
3 台州学院生态研究所, 台州摇 318000
摘要:活血丹(Glechoma lonituba)是唇形科活血丹属的多年生克隆草本植物。 采用简单重复序列区(ISSR)分子标记技术,比较
分析了 3个不同斑块活血丹的遗传多样性、克隆多样性以及小尺度空间遗传结构,并探讨其与生境异质性、繁殖体传播和人为
干扰的相关性。 结果表明:1)活血丹物种水平的遗传多样性很低,各斑块的遗传多样性较低,以水渠边斑块最高,平葛村斑块
次之,竹林下斑块最低。 2)活血丹物种水平的克隆多样性较高,各斑块活血丹的克隆多样性以水渠边斑块最大,平葛村斑块次
之,竹林下斑块最低。 3)遗传分化系数 Gst为 0.7129,表明活血丹的遗传变异大部分存在于斑块间;斑块间的基因流较小,仅为
0.2004。 4)空间自相关分析表明活血丹一定的空间距离下存在显著的空间遗传结构,竹林下斑块在 100 cm 时存在显著性正相
关,其 X 轴截矩为 205.994cm;平葛村斑块在 200 cm 时存在显著性正相关,其 X轴截矩为 235. 388cm;水渠边斑块在 150 cm时
存在显著性正相关,其 X轴截矩为 240.336cm。 应用软件 SPAGeDi 1.2软件对各斑块的空间遗传结构进行量化,表明平葛村斑
块具有最强的空间遗传结构,水渠边和竹林下斑块的空间遗传结构较弱。 活血丹的遗传结构、克隆结构及空间分布格局受到其
繁殖体传播特征、人为干扰和繁殖权衡的影响,是其对生境异质性的适应结果。
关键词:活血丹; 克隆植物; 小尺度空间遗传结构; 简单重复序列区间(ISSR)
Fine鄄scale spatial genetic structure of Glechoma longituba
ZUO Wei1,2,3, SONG Wenjing3, JIN Zexin2,3, LI Junmin2,3,*
1 School of Life and Environment Science, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China
2 Zhejiang Provincial Key Laboratory of Plant Evolutionary Ecology and Conservation, Taizhou 318000,China
3 Institute of Ecology, Taizhou University, Taizhou 318000, China
Abstract: Fine鄄scale spatial genetic structure, which indicates nonrandom spatial distribution of genotypes or genetic
diversity, has important consequences for population biology. The study of fine鄄scale spatial genetic structure can provide an
understanding of the key processes and mechanisms involved in the maintenance of plant populations. Glechoma longituba is
a perennial herbaceous clonal plant species that belongs to the Labiatae family. Glechoma longituba is a herb of medicinal
importance that is widely distributed in China, and its phenotypic characteristics vary among different habitats. The genetic
diversity, clonal diversity, and fine鄄scale spatial genetic structure of Glechoma longituba plants collected from three
different patches ( Shuiqubian, Pinggecun, and Zhulinxia ) with different habitats were analyzed using inter鄄simple
sequence repeat (ISSR) molecular markers. In addition, the correlation with habitat heterogeneity, propagule propagation,
and human disturbance were also examined in the study. The results indicated the following: 1) Genetic diversity of
Glechoma longituba at the species level was relatively low ( percentage of polymorphic loci, P = 31. 15%; Shannon
informative index, I= 0.1601; Nei忆s index, h= 0.1096). Genetic diversity of Glechoma longituba was highest in Shuiqubian
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patch (P= 21.31%, I = 0.0965, h = 0.0627), followed by Pinggecun patch (P = 8.20%, I = 0.0354, h = 0.0226), and
Zhulinxia patch (P= 3.28%, I= 0.0120, h= 0.0073). 2) Clonal diversity of Glechoma longituba at the species level was
relatively high (number of genets, G= 73; ratio of genets to ramets, G / N= 0.2332; Simpson忆s diversity index, D= 0.8843;
genotypic evenness, E= 0.8192). The clonal diversity of Glechoma longituba was highest in Shuiqubian patch (G= 60, G /
N= 0.5660, D= 0.9693, E= 0.8747), followed by Pinggecun patch (G = 10, G / N = 0.1087, D = 0.8430, E = 0.9075),
and Zhulinxia patch (G = 3, G / N = 0.0260, D = 0.2642, E = 0.3599). 3) Genetic differentiation coefficient (Gst) was
0.7129, which indicated that most of the genetic variation existed among patches, whereas little genetic variation existed
within patches. The estimated gene flow was as low as 0. 2004. 4) Spatial autocorrelation analysis showed that the
autocorrelation coefficient of Glechoma longituba in Zhulinxia patch was significantly positive at a distance of 100 cm with an
X鄄intercept of 205.994 cm but significantly negative at a distance of 350 cm. The autocorrelation coefficient in Pinggecun
patch was significantly positive at a distance of 200 cm with an X鄄intercept of 235.388 cm but significantly negative at a
distance of 450 cm. The autocorrelation coefficient in Shuiqubian patch was significantly positive at a distance of 150 cm
with an X鄄intercept of 240.336 cm but significantly negative at a distance of 350 cm. Analysis with SPAGeDi 1.2 software
showed that the strength of spatial genetic structure in Pinggecun patch was greater than those in Shuiqubian and Zhulinxia
patches. The Sp ratio ( used to compare the extent of spatial genetic structure among populations ) for Pinggecun,
Shuiqubian, and Zhulinxia patches was 0.0944, 0.0558, and 0.0556, respectively. The genetic diversity, clonal diversity,
and fine鄄scale spatial genetic structure of Glechoma longituba are affected by propagule dispersal characteristics, human
disturbance, and trade鄄off between investment in sexual reproduction and clonal propagation and might be a consequence of
adaptation to habitat heterogeneity.
Key Words: Glechoma longituba;clonal plant; fine鄄scale spatial genetic structure; inter鄄simple sequence repeat (ISSR)
克隆植物是指在定居前期通过与母株相连的芽、分蘖或枝条等繁殖体产生无性繁殖的植物[1]。 克隆植
物常通过克隆繁殖形成与亲本基因型相同的后代,形成居群的遗传结构与遗传多样性。 小尺度空间遗传结构
是指植物基因型或遗传多样性的非随机的空间分布格局[2]。 研究克隆植物的小尺度空间遗传结构,阐明克
隆植物不同斑块的遗传格局、种间关系以及环境因子的作用[3],对研究克隆植物种群的形成、维持和衰退机
制及植物定居、侵殖和演替的机理具有重要意义[4]。
早期研究克隆植物的遗传多样性主要是在表型和染色体水平进行的,但确定形态学性状存在一定的局
限,如表型可塑性或克隆繁殖组织的老龄化等影响形态学性状的判断。 随着分子生物学技术的发展和应用,
基于 PCR的 DNA分子标记的发展为准确鉴定克隆基株提供了可靠技术保障,如简单重复序列区间( inter鄄
simple sequence repeat, ISSR) [5]、随机扩增多态 DNA (random amplified polymorphic DNA, RAPD) [6]、扩增片
段长度多态性 ( amplified fragments length polymorphic, AFLP) [7]、简单重复序列 ( Simple sequence repeat,
SSR) [8]已被广泛地用于克隆植物的克隆多样性及居群遗传结构的研究。 其中,ISSR 分子标记具有较大的优
势,如相对于 SSR,ISSR引物不需要目标序列的相关信息,引物设计较为简单;相对于 AFLP,ISSR的操作较为
简单[17];而相对 RAPDs,ISSR实验结果更可靠,实验的可重复性更高[9]。 已有较多学者应于 ISSR 分子标记
技术来研究克隆植物的克隆多样性与空间遗传结构,如沙鞭 (Psammochloa villosa) [10]、蛇莓 (Duchesnea
indica) [4]、竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus) [5]。
克隆植物在较小的空间尺度上就可形成不同的空间遗传结构,从而形成不同斑块的克隆多样性。 如李钧
敏和金则新发现蛇莓 3 个不同斑块的小尺度克隆结构存在差异明显[4];van Rossum 和 Triest 发现牛舌樱草
(Primula elatior)具有很强的小尺度空间遗传结构差异[11]; Bergf 和 Hamrick 发现土耳其橡树林(Quercus
cerris)在 5—10 m的距离表现出明显的小尺度基因结构差异[12]。 克隆植物的空间结构受生境的异质性、植物
繁殖体传播、植物间相互作用、生物环境作用、外界干扰等影响,且不同物种的克隆植物其空间遗传结构受到
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的影响因素是不同的。 如牛舌樱草的空间遗传结构的形成主要受较短的花粉扩散距离与近交的繁育系统的
影响[11];Berg和 Hamrick认为土耳其橡树的小尺度空间遗传结构是由于小的果实扩散距离及克隆生长造成
的[12];李钧敏和金则新认为蛇莓的小尺度空间遗传结构是由于低的种子萌发率及强的克隆生长能力造成的,
并受到环境因素的强烈影响[4]。 因此,有必要对一些典型物种开展典型生境的小尺度空间遗传结构研究,以
阐明克隆植物的空间遗传结构的形成及机制。
活血丹(Glechoma longituba)又名佛耳草、金钱草,为唇形科(Lamiaceae)活血丹属(Glechoma)多年生草本
植物。 活血丹以全草入药,茎中含有挥发油和多种药用成分,对于治疗肝胆及尿路等多种炎症有一定疗
效[13]。 活血丹为匍匐茎型克隆植物,广泛分布于全国各地,常常生长在海拔 50—2000 m范围内的林缘、疏林
下、草地中、溪边等阴湿生境中[14]。 活血丹的生长受生境条件的限制及人为干扰较大,对生境条件具有较强
的可塑性[15]。 本文通过 ISSR分子标记技术分析 3个不同典型斑块的活血丹的克隆多样性,采用空间自相关
分析研究活血丹的克隆空间结构,探讨其与生境异质性、繁殖体传播和人为干扰的相关性,其结果不仅可以丰
富克隆植物空间遗传结构研究,而且可以进一步阐明克隆植物对环境的适应机理。
1摇 材料与方法
1.1摇 实验材料
于 2008年 4月分别在浙江省临安市昌化镇采集 3个不同斑块中的活血丹,各斑块的基本情况如表 1。 将
各斑块被划分成 50cm伊50cm的正方形方格,通过记录空间坐标(x,y) 对每个点上的个体进行定位[2](图 1)。
每株取其健康幼嫩叶片放入装有硅胶(干燥剂)的密封袋中干燥保存备用。
表 1摇 不同活血丹斑块的生境概况
Table 1摇 Conditions of the different patches of Glechoma longituba
斑块 Patch 地理位置Geographical location
生境
Habitat
坡向
Slope
海拔
Altitude / m
斑块大小
Size of patch
水渠边 30毅09.779N,119毅13.176E 水渠边开旷地 NW30毅 97 600伊400 cm
竹林下 30毅10.602N,119毅11.794E 竹林下 NW30毅 144 600伊400 cm
平葛村 30毅10.038N,119毅11.977E 村庄农田边开旷地 SE30毅 103 1020伊200 cm
1.2摇 实验方法
1.2.1摇 DNA提取和定量
DNA提取采用改进的 SDS法[16]提取总 DNA。 然后 DNA 经 0.8%琼脂糖凝胶电泳分析,用伯乐公司的
Gel Doc XR凝胶成像分析系统拍照定量,并最终稀释成浓度为 10 ng / 滋L,然后放于-20益冰箱保存备用。
1.2.2摇 ISSR扩增与产物的鉴定
ISSR引物是根据加拿大哥伦比亚大学(University of British Columbia, Set No9, No.801鄄900)公布的序列,
由上海生工生物工程公司合成。 在 PTC鄄220热循环仪(美国伯乐公司)中进行扩增反应。 经过测试镁离子浓
度、模板 DNA 含量、dNTP 浓度、DNA 聚合酶用量、引物浓度、牛血清白蛋白(bovine serum albumin, BSA)对
ISSR反应结果的影响,通过优化实验确定了最适的 ISSR扩增反应条件为:10滋L PCR反应体积,1滋L Taq酶配
套缓冲液(10mmol / L Tris鄄HCL pH 9.0,50mmol / L KCl,0 1% TritonX鄄100),0.4 mmol / L MgCl2,10 pmo1 引物,8
ng模板 DNA,2mg / mL BSA,dNTP 0. 5mmol / L,1 U Taq酶(上海鼎国公司)。 采用 touch鄄down PCR扩增程序:
94益预变性 5 m in,94益变性 30s,57益退火 1 m in,72益延伸 1.5min,每个循环下降 0 5益,共 10个循环;94益
变性 30s,52益退火 1 min,72益延伸 1.5min共 25个循环;72益完全延伸 5min。 DNA扩增产物在 2%的凉脂糖
凝胶(含 0.5 滋g / mL溴化乙锭)中电泳,电泳缓冲液为 0. 5 伊TBE,用 Gel Doc XR凝胶成像分析系统(美国伯乐
公司)进行拍照并保存备用。 用 200 bp DNA梯度(上海华美公司)做为标准分子量参照物。 阴性对照用双蒸
水代替总 DNA,其它物质不变。 用 100个 ISSR引物使用上述体系进行 PCR而后电泳、拍照,选择在 3个活血
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图 1摇 不同斑块的个体及基因型分布图
Fig.1摇 Distribution of the individuals and genotypes of Glechoma lonituba in different patches
不同数字和颜色表示不同基因型,同一颜色和数字表示同一基因型
丹居群中均可扩增出清晰条带,且条带不弥散、不模糊、重复性好,同时选择阴性对照中无条带的引物作为正
式扩增的 ISSR扩增引物。
1.2.3摇 数据统计与分析
对应反应产物在凝胶上的条带的分子量,有条带记为“1冶,无条带记为“0冶,得到 ISSR 分析的原始数据。
然后通过 POPGEN 32软件[17]计算多态位点百分率(P),Shannon 信息指数(1)和 Nei指数(h)。 根据基因频
率矩阵用 POPGEN 32软件计算遗传分化系数(Gst),并估算基因流。
采用以下 4个参数[4]估算克隆多样性:
(1) 种群中基因型(基株)总数(G),将全部位点基因型相同的植株视为来自同一基株,居群中基株总数
即为 G。
(2) 基因型比率(G / N),其中 N是居群中所有个体(分株)总数。
(3) Simpson多样性指数(D):
D= 1- 移 [Ni(Ni-1) / N (N-1) ]
式中,Ni 为居群内第 i种基因型的总数。
(4) 基因型分布的均匀度 (E):
E=(D-Dmin) / (Dmax-Dmin)
其中,Dmin =[ (G-1) (2N-G) ] / [N(N-1)],Dmax =[(G-1)N ] / [ G(N-1)]。
对每个基株的空间分布进行定位,同时采用 GenAIEx 6软件计算每个基因型与空间位置的空间自相关系
数( r),以分析斑块内克隆的小尺度空间分布格局。 采用软件 SPAGeDi 1.2 计算空间自相关系数与空间距离
的自然对数值间线性回归方程的斜率(b)和第一距离等及内所有个体间空间自相关系数的平均值(F1),根据
公式计算 Sp= -b / (1-F1)来量化空间遗传结构[18]。
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2摇 结果与分析
2.1摇 遗传多样性与遗传分化
摇 摇 对活血丹个体进行 ISSR引物分析,发现采用 6个 ISSR引物即可分辨出活血丹不同克隆(表 2)。 采用此
6个引物对 3个活血丹斑块共 313 个个体的 DNA样品进行了 ISSR分析。 结果如表 3 所示,活血丹物种水平
上的遗传多样性比较低;而斑块间的遗传多样性很低,尤其是竹林下斑块。 3 个斑块间的遗传多样性差距较
大,水渠边斑块最高,平葛村斑块次之,而竹林下斑块最低。 遗传分化系数 Gst 高达 71.29%,表明在大部分的
遗传变异存在于斑块间,而仅有 28.71%的遗传变异存在于斑块内。 由 Gst 估算的活血丹的基因流较小,仅为
0.2004。
表 2摇 1SSR分析用的 6个引物序列
Table 2摇 Sequences of 6 primers used in ISSR analysis
引物 Primers 序列 Sequences 引物 Primers 序列 Sequences
UBC 808 (AG) 8C UBC 855 (AC) 8YT
UBC 812 (GA) 8A UBC 856 (AC) 8YA
UBC 826 (AC) 8C UBC 864 (ATG) 6
表 3摇 活血丹各斑块的遗传多样性
Table 3摇 Genetic diversity of Glechoma lonituba in different patches
斑块
Patch
个体数
Number of
individuals
多态位点数
Number of
polymorphic loci
多态位点百分率 / %
Percentage of
polymorphic
loci (P)
Shannon信息指数
Shannon informative
index ( I)
Nei指数
Nei忆s index (h)
水渠边 106 13 21.31 0.0965 0.0627
竹林下 115 2 3.28 0.0120 0.0073
平葛村 92 5 8.20 0.0354 0.0226
物种水平 Species level 313 19 31.15 0.1601 0.1096
2.2摇 克隆多样性
不同斑块的克隆多样性指数(表 4)表明活血丹物种水平的克隆多样性比较高,3 个斑块间的克隆多样性
以水渠边斑块最大,平葛村斑块次之,竹林下斑块最低。 由图 1 可知,3 个活血丹斑块均由多克隆组成,水渠
边斑块的克隆数目较多,但组成克隆的分株数目较少,最大的克隆在所取样品中有 15 个分株;平葛村斑块的
克隆大小次之,最大的克隆在所取样品中有 24个分株;竹林下斑块的克隆最大,最大的克隆在所取样品中有
98个分株;表明活血丹斑块中存在优势克隆。
表 4摇 不同活血丹斑块的克隆多样性
Table 4摇 Clonal diversity of Glechoma lonituba in different patches
斑块 Patch 基株数目Number of genets (G)
基因型比率
Ratio of genets
to ramets (G / N)
Simpson多样性指数
Simpson忆s
diversity index (D)
基因型均匀度
Genotypic
evenness (E)
水渠边 60 0.5660 0.9693 0.8747
竹林下 3 0.0260 0.2642 0.3599
平葛村 10 0.1087 0.8430 0.9075
物种水平 Species level 73 0.2332 0.8843 0.8192
2.3摇 小尺度空间遗传结构
3个不同斑块活血丹克隆分布在 12个不同距离等级时的空间自相关分析结果如图 2—图 4 所示。 竹林
下斑块在 100 cm 时存在显著性正相关,在 350 cm 时存在显著性负相关,其 X轴截矩为 205.994cm;平葛村斑
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块在 200 cm 时存在显著性正相关,在 450 cm 时存在显著性负相关,其 X轴截矩为 235. 388cm;水渠边斑块在
150 cm时存在显著性正相关,在 450 cm 时存在显著性负相关,其 X 轴截矩最大,高达 240.336cm。 应用软件
SPAGeDi 1.2 软件对各斑块的空间遗传结构进行量化,表明平葛村斑块具有最强的空间遗传结构( Sp =
0.0944),水渠边和竹林下斑块的空间遗传结构较弱(Sp= 0.0558,Sp= 0.0556)。
图 2摇 水渠边斑块空间自相关曲线图
摇 Fig.2摇 Correlograms showing the spatial autocorrelation
coefficient r of Glechoma lonituba in Shuiqubian patch
U和 L分别是 95%置信区间的上限和下限
图 3摇 竹林下斑块空间自相关曲线图
摇 Fig.3摇 Correlograms showing the spatial autocorrelation
coefficient r of Glechoma lonituba in Zhulinxia patch
U和 L分别是 95%置信区间的上限和下限
图 4摇 平葛村斑块空间自相关曲线图
摇 Fig. 4 摇 Correlograms showing the spatial autocorrelation
coefficient r of Glechoma lonituba in Pinggecun patch
U和 L分别是 95%置信区间的上限和下限
3摇 讨论
本研究显示克隆植物活血丹在较小距离范围内具
有显著的空间遗传结构,如竹林下斑块、平葛村斑块和
水渠边分别在 100cm、200cm和 150cm时存在显著性正
相关。 这可能与活血丹通过匍匐茎营无性繁殖的克隆
习性有关,如李钧敏和金则新同样采用 ISSR 分析了匍
匐茎克隆植物蛇莓的小尺度空间遗传结构,发现其三个
不同斑块在空间距离为 20cm 时存在显著性正相关[4]。
活血丹为多年生草本植物,可营无性繁殖与有性繁殖,
但其无性繁殖较为容易,匍匐茎逐节生根,蔓延能力极强,在自然界中常通过产生较长的地上匍匐茎而表现出
克隆生长习性[19]。 另外,活血丹为虫媒传粉,种子千粒重为 0.35g,落地可繁殖,虽然其种子数量不多,但萌发
率较高,可达 79.3%,这可能是造成活血丹空间遗传结构形成距离要略高于蛇莓的主要原因。
基于 6个 ISSR上物鉴定的活血丹的基因型,结果表明 3个活血丹斑块均由多克隆组成,基株数目以水渠
边斑块最多,平葛村次之,竹林下最低;每个基因型平均拥有的分株数目以水渠边斑块最少,平葛村斑块次之,
竹林下斑块最多。 水渠边斑块的克隆数目较多,但组成克隆的分株数目较少,最大的克隆由 15 个分株组成;
平葛村斑块的克隆大小次之,最大的克隆由 24个分株组成;竹林下斑块的克隆最大,最大的克隆由 98 个分株
组成;表明竹林下的活血丹存在优势克隆。 应用软件 SPAGeDi 1.2 软件对各斑块的空间遗传结构进行量化,
表明平葛村斑块具有最强的空间遗传结构,水渠边和竹林下斑块的空间遗传结构较弱。 空间自相关曲线图中
X轴截矩标志着斑块中同一克隆所占据的最小平均长度[20]。 空间自相关分析显示平葛村斑块活血丹基因型
与空间距离的正相关的距离最大,可达 200 cm,其 X轴截矩为 235.388cm,表明在平葛村优越的生境条件下,
活血丹选择资源投入较小的克隆繁殖实现扩张,形成竞争压力小的密集克隆型[21],进行点面扩张,斑块左边
表现为强势克隆的相互叠加,斑块右边表现出强烈的密集克隆。 而水渠边的截距即克隆能到达的距离却最
大,为 240.336 cm,表明激烈的竞争环境下,活血丹表现出强烈的觅食反应,导致同一基株克隆表现为游击型
克隆[21],进行线性扩张,而非点面扩张,同时水渠边斑块为逃避竞争和密度制约机制进行种子繁殖赋予此斑
块最丰富的基因型,种子繁殖和克隆繁殖各尽所长逃离生境。 而竹林下斑块活血丹基因型与空间距离的正相
关的距离最小,为 150 cm,其克隆能到达的距离也最小,为 205.994 cm,这主要是因为竹林下条件对种子繁殖
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的强烈抑制,导致此斑块出现非常显著的克隆繁殖特征,形成密集克隆型[21],表现为基因型最集中的点面扩
张,这种聚集式点面扩张对资源的消耗必然导致同一基因型的植物很难在更大的范围实现扩张,单个克隆所
占据的空间最小。
克隆植物的空间结构受生境的异质性、植物繁殖体传播、植物间相互作用、生物环境作用、外界干扰等影
响[22]。 竹林下斑块与水渠边、平葛村斑块的生境差异较大,如竹林下斑块由于竹叶致密而具有较弱的光强,
其土壤受到竹子生长的影响而缺水、板结。 由于有性繁殖与无性繁殖两种方式在风险分摊、散布距离、斑块化
生境中的资源获取能力、遗传多样性的维持作用等方面各有贡献,因此,克隆植物在不同生境下会采取繁殖权
衡策略[23],如林下生境不利于种子萌发及幼苗生长,克隆植物通过克隆整合作用克服幼苗在林下的劣势来繁
衍后代;在有限空间内,当种内竞争激烈而受到密度制约时[24],克隆植物可以通过自身的激素调节使更多的
资源投资于种子繁殖,避免种内竞争[25]。 竹林下斑块中限制活血丹开花、种子萌发、幼苗生长等限制性因素
较多,如竹林致密的竹叶有很强的遮光作用可以影响开花和种子形成[26],竹林下缺水、板结的土壤可以导致
自然条件下种子很难在其上萌发,这些限制因素直接影响种子繁殖以及幼苗生长,导致该斑块中的活血丹具
有较高比例的克隆繁殖和较低的遗传多样性,以最广泛的克隆整合来确保后代的存活。 而水渠边(SQB)和平
葛村(PGC)不存在这些限制性因素的影响或受影响较小,因此具有较高的遗传多样性。 水渠边由于水分充
足,植物种类繁多,种间竞争激烈,密度制约机制强烈,活血丹趋向于种子繁殖,以逃避恶劣的生存环境,结果
导致水渠边斑块比平葛村斑块具有更高的克隆多样性和遗传多样性。 另外,平葛村存在显著的人畜干扰可能
是导致平葛村斑块的克隆多样性和遗传多样性较水渠边明显降低的主要原因:如人为铲除土地上的灌木减少
水肥竞争和光源争夺,农村施肥、灌溉使水肥相对充裕,植物选择性进行更低投资的克隆繁殖[22];牲畜的啃食
和践踏使本应该产生种子的枝条被吃掉或采折,促进了分枝和分蘖的形成,同时减少了种子产生的数量,使得
克隆生殖占优势。
活血丹的空间遗传结构可能是活血丹长期适应不同生境和不同人为干扰的结果,尤其是对光照、水分、养
分等环境异质性因子的长期适应结果。 面对不同生境,活血丹通过采取繁殖权衡来应对;面对小尺度的环境
异质性,活血丹又采取不同的克隆型来应对。 活血丹在适应的过程中进化出的优势克隆,其克隆型和非优势
克隆的克隆型有很大不同,给我们研究克隆植物提供参考。 本研究结果揭示了活血丹通过不同的繁殖方式、
不同的克隆生长型来适应不同生境,有助于了解克隆植物的适应机制。
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