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Genetic diversity of Elymus nutans under different grazing intensities

不同放牧强度下垂穗披碱草遗传多样性分析



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2014355 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
陈钊,梁新平,侯扶江,田苗苗,张红瑞,余莹,管永卓,王成章,严学兵.不同放牧强度下垂穗披碱草遗传多样性分析.草业学报,2015,24(8):159
165.
ChenZ,LiangXP,HouFJ,TianM M,ZhangHR,YuY,GuanYZ,WangCZ,YanXB.Geneticdiversityof犈犾狔犿狌狊狀狌狋犪狀狊underdifferent
grazingintensities.ActaPrataculturaeSinica,2015,24(8):159165.
不同放牧强度下垂穗披碱草遗传多样性分析
陈钊1,梁新平1,侯扶江2,田苗苗1,张红瑞1,余莹1,管永卓1,王成章1,严学兵1
(1.河南农业大学牧医工程学院,河南 郑州450002;2.兰州大学草地农业科技学院,草地农业生态系统国家重点实验室,甘肃 兰州730020)
摘要:放牧对草地植物种群遗传与进化产生重要影响,本研究利用SSR分子标记对4个不同放牧强度下垂穗披碱
草种群遗传多样性进行研究,试验地选择在甘肃省甘南自治州玛曲县的阿孜试验站,利用8对多态性强的SSR引
物对不同放牧压力下4个居群的800个个体基因组进行检测,每个位点的有效等位基因数在1.2267~1.9976之
间。利用popgene分析发现不放牧垂穗披碱草种群遗传多样性最高,在3种不同放牧地,中等放牧强度的遗传多样
性指数较高,其次为重牧,最后为轻度放牧。在不同放牧干扰下的4个垂穗披碱草种群的遗传分化系数为0.5168,
基因流Nm=0.2337,说明4个种群的遗传变异主要发生在种群之间。从种质资源保护角度来讲,不放牧对于垂穗
披碱草种质资源的保护是有利的;从草地利用角度,中等放牧强度比较合理。
关键词:遗传多样性;基因流;放牧强度;SSR;披碱草  
犌犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犈犾狔犿狌狊狀狌狋犪狀狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狕犻狀犵犻狀狋犲狀狊犻狋犻犲狊
CHENZhao1,LIANG XinPing1,HOU FuJiang2,TIAN MiaoMiao1,ZHANG HongRui1,YU Ying1,
GUANYongZhuo1,WANGChengZhang1,YANXueBing1
1.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃狀犻犿犪犾牔 犞犲狋犲狉犻狀犪狉狔犛犮犻犲狀犮犲,犎犲狀犪狀犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犣犺犲狀犵狕犺狅狌450002,犆犺犻狀犪;2.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犘犪狊狋狅狉犪犾
犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犔犪狀狕犺狅狌犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌狉犪狊狊犾犪狀犱犃犵狉狅犲犮狅狊狔狊狋犲犿狊,犔犪狀狕犺狅狌730020,
犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Grazingcaninfluencethepopulationgeneticsandevolutionofgrasslandplantspecies.Tostudythe
relationshipbetweengrazingandthepotentialforevolutionarydifferentiationandgeneflow,weusedSSR
markerstostudythegeneticdiversityof犈犾狔犿狌狊狀狌狋犪狀狊.TheexperimentstationinvestigatedisbasedatAzi,
inMaquCountyintheGannanregionofGansuProvince.Thegrazinglandsweredividedintofourlevelsac
cordingtodifferentgrazingintensities.EightpairsofSSRprimerswereusedtodetectgeneticdiversityamong
800individualplantsfromthefourpopulationsunderdifferentgrazingpressures.Theeffectivenumberofal
lelesperlocusrangedfrom1.2267to1.9976.Wefoundthatmaterialsundermoderategrazingintensityhad
thehighestgeneticdiversityindex,folowedbytheheavyandthenlightgrazinglevels.Thegeneticdifferentia
tioncoefficientunderdifferentgrazinglevelsis0.5168.Thissuggeststhatgeneticvariationofthefourpopula
tionsexistsmainlyamongpopulations.Inconclusion,nograzingorenclosureiseffectivefortheconservation
of犈.狀狌狋犪狀狊geneticresources.Forgrasslandutilization,however,moderategrazingisrelativelyoptimal.
犓犲狔狑狅狉犱狊:geneticdiversity;geneflow;grazingintensity;SSR;犈犾狔犿狌狊
第24卷 第8期
Vol.24,No.8
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年8月
Aug,2015
收稿日期:20140821;改回日期:20141201
基金项目:国家自然科学基金项目(30901051,31172249)资助。
作者简介:陈钊(1990),男,河南滑县人,硕士。Email:740515547@qq.com
通讯作者Correspondingauthor.Email:yxbbjzz@163.com
草地生态系统是我国最大的绿色屏障,是生态环境的基础,草地对于维护生态平衡,改善生态环境,以及保护
人类生存和发展都起着至关重要的作用[1]。我国草地面积占国土总面积的42%,达到4亿hm2。其中可利用的
大约为3亿hm2,占国土总面积的1/3。但是近年来由于人们对草原不合理的开发和利用,导致我国草原已经出
现了不同程度的退化。其中,不合理的放牧是导致草原退化的主要原因[2]。在相同的气候条件下,放牧干扰因子
对草原植物的影响可以超越不同地段其他环境条件的影响,成为影响草原植物群落关系主要影响因子[3]。在放
牧过程中,家畜可以通过选择性采食,直接影响某些甚至是某一类植物的种群结构,从而影响或者改变群落结
构[4]。放牧强度还会影响到牧区土壤理化性质和土壤热量的流动[5]。改变草地群落组成,草地初级生产力并非
随着放牧强度的增加而线性下降[6]。适当的放牧会对草地造成正面的干扰可促进草地物种多样性,加强草地的
生产力和群落的稳定性[7]。物种多样性是地球上生物赖以生存的基础,是生物可以适应不同的环境,不断进化和
繁衍的物质基础。种群的遗传多样性与种群的进化潜力和对环境的适应性有着密切的联系。遗传多样性是地球
上物种多样性的核心和物质基础,也是生物多样性的重要组成部分,更是地球生态系统中各种群落之间可以不断
进行物质循环和能量流动的核心。现有的研究多集中在个体和种群水平上的种群动态和物种功能特征,以及在
群落水平上的结构及系统功能的影响[89]。研究物种的遗传多样性可以从分子角度对物种的种群变化进行深入
的探讨。
遗传多样性的研究伴随着分子化学、分子遗传学等学科的迅速发展,科学家可以从不同的层次、不同的角度
用不同的技术对物种的遗传信息和生物性状进行研究和推测。近年来分子标记是较为常见的一种方法。SSR
(simplesequencerepeat,简单序列重复)标记以其多态性高,操作方便,数量丰富和稳定性强等众多优点成为一
种较为理想的分子标记方法。SSR在基因组中较为均匀地分布,容易检测,在实验操作过程中进行PCR(poly
merasechainreaction,聚合酶链式反应)扩增时对模板DNA的要求不高,只要有少量的DNA模板就能进行高
通量的分析[10]。目前,国内外学者已经将DNA分子标记技术应用在了多花黑麦草等牧草育种工作中[11]。可以
用来揭示居群之间、品种之间或是个体之间遗传的多样性,重复性较好,近年来逐渐取代了 RFLP(restriction
fragmentlengthpolymorphism,限制性内切酶片段长度多态性),ISSR(intersimplesequencerepeat,简单重复
序列区间扩增多态)等分子标记[12]。
垂穗披碱草 (犈犾狔犿狌狊狀狌狋犪狀狊)主要分布于我国宁夏,甘肃,新疆,内蒙古等省区,抗寒性强,粗蛋白含量较高,
属于多年生疏丛型优质牧草[1314],是草地群落系统的重要组成部分,有着重要的经济价值和生态意义。本实验主
要利用分子标记的手段通过对不同放牧强度下垂穗披碱草种群遗传多样性的研究来深入了解放牧与种群进化潜
力,分化程度及基因流动的关系。为确定合理有效的放牧方式及治理高寒草地的退化提供一定的依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况及设计
本试验是在甘肃省甘南自治州玛曲县的阿孜试验站进行。玛曲县位于黄河上游,甘肃、四川和青海三省的结
合部,在青藏高原的东北缘。并位于33°06′30″-34°30′15″N,100°45′45″—102°29′00″E,海拔3500m左右。是
黄河中下游地区的天然自然屏障[15],年降水量约为620mm,全年的平均日照时数为2580h,1月温度最低是
-8.7℃,7月温度达到最高是11.3℃。年均温仅为1.2℃,≥10℃积温持续时期仅有2个月多,此地属于典型高
原大陆性气候。植被属于高寒草原类型,全县的草地类型为高寒草甸草地和山地草甸草地[16]。根据放牧强度的
不同,4个草场进行不同强度放牧处理已达3年,把放牧地分为4种强度的放牧地:封育草地不进行放牧作为对
照(control,CK),放牧强度为4只羊/hm2 是轻度放牧(lightgrazing,LG),放牧强度为8只羊/hm2 是中度放牧
(mediumgrazing,MG),放牧强度为16只羊/hm2 是重度放牧(highgrazing,HG),轮牧周期是45d,放牧期是7
d左右。在每一个放牧小区随机采收成熟的种子穗80个(实验种植40株),单株的植物距离不小于5m(防止采
集到同一植株不同个体即克隆单株),每一个种子穗放入一个信封中标记,在烘箱中50℃烘干(防止部分种子过
潮不利于携带)带回实验室。
061 草 业 学 报 第24卷
1.2 实验方法
将垂穗披碱草种子在烘箱中50~55℃的温度处理,大约5~6d的时间以打破种子的休眠作用。然后将种子
种在一次性花盆中,浇水,在未发芽前以光照25℃18h,黑暗20℃6h用光照培养箱培养,种子发芽后以光照26℃
12h,黑暗20℃12h进行培养。幼苗在1个月左右时即可长至两叶一心,此时的幼苗就可以用于DNA的提取。
表1 本研究中所用犛犛犚引物序列
犜犪犫犾犲1 犜犺犲狊犲狇狌犲狀犮犲犳狅狉犛犛犚狆狉犻犿犲狉狊狌狊犲犱犻狀狋犺犻狊狊狋狌犱狔
引物
Primer
重复单元
Repeatmotif
序列
Sequence(5′→3′)
最佳退火温度Optimum
annealingtemperature(℃)
ECGT36 (GT)18 TCACAGAGTGATTACATGCGACATGTAACTGGAGTCGAGC 54
EAGA104 (AG)4(GA)14 AGCCAGACACAAGTGACTATGGACTACGGTCCATAGATAGTATCT 54
ECGA114 (TC)15 CTTATATCTTGTGGGTTATCATGATCTGATACGTGACATCTCA 52
ECGA22 (CT)21 GAAGGTGACTAGGTCCAACATAGTCTCGGTCAGGCTC 52
EAGA101 (TC)22 GATGATGTCAATATGCTGCAATAGGCCAGACTTATGAACACTATT 53
EAGA13 (GA)27 ACACACTGAGACTGCTTTGTCATGCGAAGGTTGAGTTATGCT 54
EAGA103 (GA)21 GACTGCTAAACTAACAACAAAACTATCTCACACTGGCTCATGTC 55
EAGA102 (TCCC)2(TC)21(AC)10 CACAACCGTGGCAGTGGTTCAACATTCAAATTTGGCAGAC 55
  本实验提取垂穗披碱草的基因组用的是经过改进
后的 CTAB(cetyltriethylammoniurnbromide,十六
烷基三甲基溴化铵)法[17],通过分光光度计和琼脂糖
跑胶来鉴别提取基因组的纯度。将提取的基因组进行
PCR反映,PCR体系为20μL体系。模板为1μL,引
物各1μL,ddH2O为7μL,mix为10μL[10mmol/L
Tris-HCl(pH=8.3),50mmol/LKCl,1.5mmol/L
MgCl2,250μmol/LDNTP,0.05U/μLPolymerase]。
PCR反应程序为94℃预变性4min,94℃变性30s,退
火温度在50~55℃之间40s,72℃延伸30s,72℃延伸
10min,循环数为36。本实验引物具体信息如表1和
表2。将PCR扩增产物首先用1%琼脂糖凝胶电泳,
确定PCR扩增产物存在,然后再用6%聚丙烯酰胺凝
胶进行电泳。
1.3 数据分析
经过银染后的聚丙烯酰胺胶可以直接在观片灯下
读取,SSR是共显性标记,可以根据条带的类型直接
读出基因型为杂合或者是纯合,基因类型用AA,BB,
AB来标记,形成原始数据,每一对等位基因视为一个
多态性位点(图1)。遗传多样性指数(有效等位基
因[18]、Shannon’s信息指数[19]、有效种群大小、Nei’s
指数)及基因流[Nm=GeneflowestimatedfromFst
=0.25(1-Fst)/Fst]采用PopgeneV.1.32进行分
析。
表2 犛犛犚-犘犆犚位点遗传多态性
犜犪犫犾犲2 犛犛犚-犘犆犚犵犲狀犲狋犻犮狆狅犾狔犿狅狉狆犺犻狊犿犾狅犮犻犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犈犾狔犿狌狊狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊
位点
Locus
片段长度
Sample
size
(bp)
有效等位基因
Effectivenumber
ofalele
(ne)[18]
Shannon信息
指数Shannon
index
(I)[19]
基因流指数
Geneflow
index
(Nm)
A1 1496 1.9779 0.6876 20.7078
A2 1578 1.9347 0.6762 0.3876
A3 798 1.9770 0.6873 0.0411
L1 1056 1.5537 0.5417 0.1602
L2 706 1.4113 0.4669 0.1008
L3 792 1.8912 0.6641 0.0971
AA1 858 1.9976 0.6925 0.1869
AA2 370 1.8376 0.6483 0.2056
F1 398 1.2267 0.3317 0.0128
F2 1448 1.3594 0.4343 4.2645
M1 1598 1.8787 0.6605 1.9429
G1 398 1.9855 0.6895 0.0367
G2 898 1.1562 0.2610 0.0093
N1 1499 1.3795 0.4473 3.8182
K1 998 2.0000 0.6931 0.2068
K2 1178 1.0398 0.0962 0.0164
平均值 Mean 972 1.6629 0.5424 0.2337
161第8期 陈钊 等:不同放牧强度下垂穗披碱草遗传多样性分析
图1 部分垂穗披碱草犔犌组犛犛犚-犘犆犚扩增结果
犉犻犵.1 犘犃犆犌犵犲犾狑犻狋犺狉犲狊狌犾狋狊狅犳犛犛犚-犘犆犚犫犪狀犱狊犳狉狅犿犔犌犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋犈犾狔犿狌狊狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊
2 结果与分析
2.1 SSR-PCR扩增位点遗传多样性分析
种群遗传多样性的研究,通常是以Shannon信息指数,有效等位基因数等来衡量其水平。本研究通过SSR-
PCR的引物筛选试验,挑选出的8对引物共扩增出16个位点,引物ECGT36对应A1到A3,EAGA104对应L
1到L3,ECGA114对应AA1和AA2,ECGA22对应F1和F2,EAGA101对应 M1,EAGA13对应G1和
G2,EAGA103对应N1,EAGA104对应K1和K2。每对引物检测出的位点数不同,其中引物ECGT36,EA
GA104扩增出的位点最多,检测到3个位点;EAGA101和EAGA103扩增出的位点最少,检测到1个位点(图
1)。所有位点的多态性均为100%,说明实验材料的遗传多态性较为丰富。扩增片段的长度在370~1598bp之
间,位点EAGA101的 M1扩增片段最大为1598bp,AA2(ECGA114)扩增片段最小为370bp。利用8对SSR
引物对不同放牧压力下4个居群的800个个体遗传多样性进行检测,每个位点的有效等位基因数在1.2267~
1.9976之间,其中位点AA1的有效等位基因数最高是2.0000,最低的是K2,为1.0398(表2)。
2.2 遗传多样性分析
在不同放牧压力下的4个垂穗披碱草居群通过SSR-PCR扩增出条带的多态性随着放牧压力的增大呈下
降的趋势,对照组的多态性最高为100%,在重度放牧干扰下的垂穗披碱草的位点多态性比率为43.75%,是4个
居群中最低的一组。有效等位基因数(Ne),Nei’s遗传多样性(H)和Shannon信息指数(I)表现出一致性,在不
放牧条件下均表现出最高的趋势,Ne是1.7100,H是0.3919,I是0.5702。在放牧条件下,中度放牧干扰下垂穗
披碱草的Shannon信息指数及有效等位基因数最高,即在中度放牧条件干扰下的垂穗披碱草种群的进化潜力及
基因的多样性都是最高。轻度放牧的有效等位基因数和Shannon信息指数是最低的(表3)。与对照组相比,LG
组,MG组和 HG组的 Nei’s遗传多样性(H)和Shannon信息指数(I)分别降低了42.3%,22.0%,23.8%,
37.7%,18.6% 和19.4%。在放牧地中,中等放牧强度的遗传多样性指数较高,其次为重牧,最后为轻度放牧。
这说明放牧干扰会明显地影响到垂穗披碱草的遗传多样性,对于垂穗披碱草的进化和生存有着较大的干扰作用。
不放牧条件下有利于垂穗披碱草遗传多样性的维持,在草地放牧条件下,中度放牧对于维持垂穗披碱草的遗传多
样性是最有利的。
261 草 业 学 报 第24卷
2.3 遗传相似性和遗传距离的分析
不同居群间的遗传距离和遗传相似性可以反映
出各居群间的亲缘关系以及遗传背景的差异性,遗
传距离和遗传相似性呈负相关性,遗传距离越大,说
明居群间的亲缘关系越远,遗传相似性也就越低,反
之亦然。由表4可以看出,中度放牧区和轻度放牧
区的遗传相似度最大,为0.7901,重度放牧和中度
放牧的遗传相似性最小,为0.5244。轻度放牧和对
照组的遗传相似度是0.7446,重度放牧和对照组的
遗传相似度是0.6913,重度放牧和轻度放牧的遗传
相似系数是0.5965。重度放牧和对照组的遗传相似
度是0.5544。
在不同放牧强度干扰下的垂穗披碱草,重度放
牧和中度放牧的遗传距离最大,为0.6456,轻度放
牧和中度放牧的遗传距离最小,为0.2356,对照组
与轻度放牧的遗传距离是0.2949,对照组与中度放
牧的遗传距离是0.3691,对照组与重度放牧组的遗
传距离是0.5899,轻度放牧组与重度放牧组的遗传
距离是0.5166。
根据遗传距离,对不同放牧压力下的垂穗披碱
草材料的SSR数据进行聚类分析,构建了垂穗披碱
草的UPGMA系统树(图2)。从聚类分析图上可以
看出,轻度放牧和中度放牧先聚为一类,然后与对照
组聚为一类,最后与重度放牧聚为一类。
表3 不同放牧条件下垂穗披碱草的遗传多样性指数
犜犪犫犾犲3 犘狅狆狌犾犪狋犻狅狀犵犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犈.狀狌狋犪狀狊
狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狕犻狀犵犻狀狋犲狀狊犻狋犻犲狊
居群
Population
条带多态性比率
Percentof
polymorphism
loci(%)
有效等位基因
Effective
numberof
alele(Ne)
Nei’s遗传
多样性
Nei’sindex
(H)
Shannon信息
指数Shannon
index
(I)
CK 100.00 1.7100 0.3919 0.5702
LG 81.25 1.3697 0.2260 0.3551
MG 56.25 1.5069 0.3056 0.4643
HG 43.75 1.5032 0.2987 0.4598
合计Total 100.00 1.6629 0.3692 0.5424
表4 不同放牧强度干扰下垂穗披碱草种群
遗传距离和遗传相似性
犜犪犫犾犲4 犐狀狋犲狉狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊犵犲狀犲狋犻犮犱犻狊狋犪狀犮犲犪狀犱犵犲狀犲狋犻犮狊犻犿犻犾犪狉犻狋狔
狅犳犈.狀狌狋犪狀狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狕犻狀犵犻狀狋犲狀狊犻狋狔
居群
Population
对照组
Control
轻度放牧
Lightgrazing
中度放牧
Mediumgrazing
重度放牧
Highgrazing
CK  0.7446 0.6913 0.5544
LG 0.2949  0.7901 0.5965
MG 0.3691 0.2356  0.5244
HG 0.5899 0.5166 0.6456 
 上三角为Nei’s遗传相似性,下三角为Nei’s遗传距离。Nei’sgenetici
dentity(abovediagonal)andgeneticdistance(belowdiagonal).
图2 不同放牧条件种群的聚类分析
犉犻犵.2 犆犾狌狊狋犲狉犻狀犵狅犳狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狕犻狀犵犻狀狋犲狀狊犻狋狔
 
2.4 遗传分化系数和基因流分析
不同放牧压力下的4个垂穗披碱草种群间的遗
传分化系数Fst为51.68%,不同居群总的遗传分
化系数为0.4018,种群间的基因流为0.2337(表
5)。说明种群间的基因流较小,即种群间的遗传变
异较大。不同居群的遗传分化有51.68%发生在种
群之间,本实验的结果符合垂穗披碱草是自花授粉
植物的特质。Nei[20]认为:自花授粉的植物种群
间的基因流Nm<1。
3 讨论
不同放牧强度下垂穗披碱草种群的遗传多样性
结果表明,在放牧条件下,中度放牧干扰下种群遗传
多样性最高,其次是重度放牧,轻度放牧条件下种群
的遗传多样性最低。物种遗传多样性的高低可以反
映该物种或种群对环境的适应能力以及本身的进化
表5 处理组间的遗传分化系数与基因流
犜犪犫犾犲5 犌犲狀犲狋犻犮犱犻犳犳犲狉犲狀狋犻犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋犪狀犱犵犲狀犲
犳犾狅狑犪犿狅狀犵犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
项目
Item
片段长度
Samplesize(bp)
遗传分化
系数Fit
遗传分化
系数Fst(%)
基因流指数
Nm
均值 Mean 972 0.4018 51.68 0.2337
潜力和该种群的稳定性。物种的遗传多样性越高,其对环境变化的适应性就越强[21]。这一结果与前人的研究结
果较为相似[2223],蒙旭辉等[22]的研究表明在中度放牧条件下放牧群落的多样性指数要显著地高于其他放牧干扰
361第8期 陈钊 等:不同放牧强度下垂穗披碱草遗传多样性分析
群落,中度放牧强度最为适宜草地群落类型。殷国梅等[24]的研究表明在不同的放牧强度干扰下,适度放牧可以
使群落保持较高的密度和盖度,群落较为稳定,既可保证草地有一定的载畜量,又可以保持草地群落的稳定性。
本实验结果说明放牧干扰对种群的遗传多样性有着明显的影响并且在中度放牧条件下有利于维持物种的进化潜
力和稳定性。这一结果也符合“中度干扰理论”[2425]。原因可能是由于在重度放牧条件下,家畜的反复啃食会严
重影响垂穗披碱草植株的正常生长,植物本身不能进行正常的开花,结果,导致植物个体间及种群内的基因流动
较小。放牧强度的差异进而导致群落中优势种群的地位发生逐渐的变化[26]。而在轻度放牧条件下,由于牲畜的
选择性采食可能会降低垂穗披碱草在群落中的地位,群落中不同物种的竞争压力影响到垂穗披碱草本身的遗传
多样性。轻牧条件下,家畜携带种子造成的基因流动较小,导致轻度放牧的遗传多样性最低。对照组的遗传多样
性最高这一结果可能与试验地本身的封育时间有关。适宜的放牧强度能够维持较高的地上生物量。不同强度的
放牧干扰对物种多样性的影响不同,适度放牧可以增加群落的多样性,而长期的过度放牧或者完全不放牧都将
导致群落多样性降低[27]。
本研究的4个在不同放牧强度干扰条件下的垂穗披碱草种群的遗传分化系数为51.68%,基因流 Nm=
0.2337,说明4个种群的遗传变异主要发生在种群之间。基因流较小,说明4个种群间很少发生基因流动,这一
方面可能与垂穗披碱草本身是自花授粉有关。种群之间很难通过花粉传播发生基因流动。另一方面也说明放牧
干扰可以明显地影响到植物种群的遗传变化,基因流是影响自然植物种群间遗传变异的关键因素。种群间高的
基因流可以降低物种的遗传分化并保持其完整性。在植物种群中,基因流一般通过种子或花粉进行传播,适量基
因流可以有效地促进居群地方性适应以及多样化[28]。本实验中的基因流较低,低水平的基因流可以促进居群
对环境的适应性,进而造成种群之间的遗传分化。高水平的基因流可以防止居群的分化。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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