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乌鲁木齐河源区不同海拔地衣分布及其分子进化研究

郑晓玲

   本研究首次以生长于乌鲁木齐河源区高海拔、强辐射、温度波动大的极端环境下的地衣为研究对象,通过对该地区地衣种类统计、生活型分析、区系比较、不同海拔的地理分布以及分子进化的研究,得到以下几点结论: 1.该地区地衣分布有35种,隶属于14属,10科,其中,中国新记录种1种,即Rhizoplaca haydenii,揭示了极端环境下地衣分布数量较之其他地区较少,作为“先锋植物”的地衣,在高海拔、强辐射、温度波动大的极端环境下其抗逆性依然会下降。 2.比较乌鲁木齐河源区与内蒙古赛罕乌拉自然保护区、新疆喀纳斯自然保护区、内蒙古半干旱区、河北驼梁山山区、新疆托木尔峰自然保护区的共有种得出该地区与其它地区地衣的共有属、种现象不明显,其中内蒙古赛罕乌拉自然保护区与乌鲁木齐河源区具有最高相似系数,但仅为17.14%,即共有种为六种。说明该地区地衣与其他地区的地衣种相似性很低,这也从一个方面说明了极端环境下地衣分布的特殊性,以及对该地区地衣研究意义重大。 3.乌鲁木齐河源区地衣区系研究发现该地区北极分布种占绝对优势,有明显的东亚性质,并与环北极—高山区系有一定的联系。这与该地区所处的地理位置、气候特征是一致的。 4.对该地区生活型分析,得出该地区的地衣植物生活型主要为石生固着型,壳状地衣为主,占82.85%。乌鲁木齐河源区年水份蒸发量大,干旱指数高,土壤含水量较之其他地区较低,而从使得该地区地衣分布种类较之其他地区较少,并且以典型的旱生种类——壳状地衣为主。土壤有机质含量和矿物养分的可利用性对地衣的生长和分布存在较大影响。由于该地区是以壳状石生地衣为主,地面生地农只占5.71%,因此我们认为干旱气候对该地区地衣分布的影响要远远大于土壤对地衣的影响。 5.乌鲁木齐河源区地衣的垂直分布具有明显的正态分布特征:3000m以下,地衣种类仅为5种;3900—3200m范围内分布地衣35种,是种类最丰富的垂直带;3900m以上,地衣减少至12种。其中丽石黄衣、石黄茶渍、盾脐鳞、多盘石耳,绒毛石耳分布最为广泛,分布于海拔4100—2200m,扁枝衣分布范围较小,只位于海拔3900—3600m之间。我们认为地衣在不同海拔的分布与其对高海拔、强辐射、温度变化的耐受性有关。同时我们认为虽然在海拔2200m处的气候、土壤质量、辐射都适合地衣生长,但是由于人为活动频繁,自然植被遭到破坏、大气污染等因素,地衣的分布种类极少,我们认为影响地衣分布的最大因素是环境的破坏,因此保护减少污染,保护地依赖以生存的环境是目前刻不容缓的任务。 6.利用Ⅰ型内含子分布模式研究不同海拔的分子进化,得出在挚脐鳞中,3700m的NS18,NS19区域片段大小明显大于其他海拔,盾脐鳞中,3800m,3700m的内含子数目明显要比3600m,3500m,3200m多,红脐鳞中,3700m和3500m的内含子数目高于其他海拔,岛衣型地衣和扁枝衣的3700m含有的内含子数目也明显大于其他海拔,红盘鳞茶渍中,3600m的内含子数目小于其他海拔,只有丽石黄衣表现出明显的正态分布,在3800m处具有最多的内含子数目,其他四个海拔均具有相同的分布模式,在3000m左右地衣的生长状态和分布也明显差于较高海拔。地衣在内含子的数目上并没有表现出对极端环境的适应性。 7.相同种不同海拔地衣的Ⅰ型内含子分布模式的研究,得出:在不同海拔,Ⅰ型内含子的分布并不具有地理特异性,也没有种的特异性,因此在进行种间进化关系研究时,使用Ⅰ型内含子的分布作为系统研究的依据仍然缺乏充分的证据。 8.在种内不同个体之间,具有较近亲缘关系或者说具有较相似基因型的个体之间,其Ⅰ型内含子的分布模式相同或相似。在一些亲缘关系较近的地衣体之间Ⅰ型内含子通过插入一丢失的机制维持着其相同的分布模式,获得和丢失机制达到一个平衡。不具有内含子的基因,通过有性繁殖从具有内含子的等位基因获得内含子,使得地衣体个体间的内含子分布模式保持一致。不同的Ⅰ型内含子分布模式发现于不同的单系群,表示单系群之间没有基因的交换,并且建立了一个隔离机制。 总之,生长在乌鲁木齐河源区极端环境下的地衣与其他环境下的地衣有着明显的差异,说明地衣的种类分布、生活型、区系等方面受到极端环境下气候、土壤、温度等各个方面的影响,但和该地区其他高等植物的分布关系不大。但是在……   
[关键词]:Urumqi River;extreme environments;lichen;different altitude;distribution;molecular evolution;group I intron
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:兰州大学2008年