《草原擴張毒草黃花棘豆的種群遺傳結構研究》是依託西北大學，由何瑋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：草原擴張毒草黃花棘豆的種群遺傳結構研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：何瑋
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
毒草是我國草原重大危害之一，給生態環境和畜牧業造成巨大破壞和損失。黃花棘豆作為我國西部草原地區的主要毒草，近幾十年來分布範圍不斷擴大、危害日益加劇，因此亟需加強其擴張機制研究，為遏制該物種的進一步蔓延提供理論依據。以分子標記為手段的遺傳結構研究是闡明物種擴張機制的重要手段。本項目擬通過採集我國西部地區分布的25個黃花棘豆自然居群約500個個體，建立其擴增片段長度多態性（AFLP）及微衛星（SSR）分子標記體系，分別篩選12對AFLP及SSR多態引物，研究黃花棘豆不同居群間和居群內的遺傳多樣性和遺傳結構，確立其遺傳多樣化中心，對各地理分布居群進行遺傳聚類和基因流分析；並結合生態環境因子，揭示黃花棘豆的遺傳分化背景，分析其起源與擴散路徑，探討其繁殖方式及遺傳潛能。該研究將從分子生態層面闡述黃花棘豆擴張機制，推測其在較長時間內的危害水平，對毒草的防控及利用具有重要科學意義。
結題摘要
黃花棘豆是我國西部草原廣泛分布的主要毒害草之一，其遺傳分化背景未知，不能很好的闡明其擴張機制。同時，其毒性由與其共生的內生真菌產生，但目前黃花棘豆的遺傳分化對內生真菌共生及其毒性大小之間的關係還未見報導。基於以上兩點，本項目通過轉錄組測序，開發並篩選出14對多態微衛星（SSR）引物，對我國西部草原廣泛分布的33個居群（368個個體）的黃花棘豆居群進行了遺傳多樣性和遺傳結構進行了研究。遺傳多樣性指標表明黃花棘豆的遺傳多樣性處於較高水平，其中甘肅及青海交界地區的居群遺傳多樣性最高，有可能是黃花棘豆的起源地區；遺傳分組表明33個居群被劃分為兩大類群（第一類群：寧夏、甘肅、青海、西藏地區；第二類群：四川地區），兩居群之間存在基因間滲的現象；居群的遺傳變異分析表明，黃花棘豆在居群內部存在的遺傳變異較高，占比73.62%，居群間的遺傳多樣性較低，占26.28%，說明各個居群間存在一定的基因隔離。此外，對以上兩大居群的植株進行了內生真菌U. oxytropis及苦馬豆素的含量測定，兩項指標均存在顯著差異。通過對黃花棘豆的遺傳距離、地理距離、苦馬豆素、內生菌的相關性分析表明，四者之間均存在兩兩相關。以上結果充分說明在黃花棘豆進化過程中，植物基因型與環境因子共同作用，促進了內生真菌共生在宿主植物中的分化，形成了內生真菌侵染及毒性的差異。本研究首次以非模式植物為研究對象，驗證了植物的遺傳分化對內生真菌共生的影響。
