中国沙漠, 2016;36:364-373      37尹程亮中国沙漠.pdf

尹成亮, 钱朝菊, 陈国雄, 燕霞, 马小飞

 沙米(Agriophyllum squarrosum),又名沙蓬,是广布于中国温带沙漠流动沙丘、半流动沙丘或河岸沙地的固沙先锋植物,具有重要的生态农业价值,也是研究适应性进化的理想材料。为了探讨沙米适应沙漠环境异质性的遗传基础,通过同质园实验,比较分析了采自分布区南部和北部的16个群体的沙米个体的数量性状表型分化、基于ITS序列变异的遗传分化及基于worldclim环境异质性之间的关系。结果发现:与北部群组相比,南部群组表型性状内部差异大,多样性高;通过数量性状差异(Q_ST)与分子遗传差异(F_ST)组间和组内比较发现,组间和南部群组组内的F_ST值均高于Q_ST值,表明群体处于稳定的一致选择之中;而北部群组组内Q_ST值均大于F_ST值,表明存在明显的地方适应性,群体间个体的混合存在远交衰退的风险,因而可以将南部群体移植到北部群体来进行沙米群体的遗传复壮。此外,在南北群组间种子大小和基部枝长的Q_ST值均高于环境异质性分化,说明该表型的本地适应性不能完全被基于温度和降雨量的环境异质性所解释。通过对风力大小与性状的相关性分析发现,冬季最大风速显著影响沙米种子大小,而基部枝长则与7、8月最大风速正相关,说明沙米的表型分化是适应不同风沙环境的结果。这一研究不仅探索出一种评估野生资源对气候变化适应潜力的新方法,同时可为理解潜在粮食作物沙米的表型结构对气候变化的响应提供重要数据,并为野生资源植物的生态适应性遗传机理研究提供范例。