天山北部拟南芥自然居群表型变化的环境依赖特征

拟南芥(Arabidopsis thaliana)是植物生物学的模式植物,在分子遗传学方面已经积累了丰富的研究成果,但目前对拟南芥自然分布的生境特点、表型变化的环境依赖特征等研究很少,极大地限制了对拟南芥进化动力和机制的理解。为了了解在微环境下拟南芥种群分布和表型性状的变化特点,对天山北部分布于塔尔巴哈台山、阿尔泰山和天山的10个拟南芥种群的分布特征、表型的变化特点,以及与综合环境因子的相互关系进行了分析。结果表明:除分枝数外,株高、株重、根重、单个果实重量、单株果数、单株果重、果长、果实开裂力度、单株果重/总重9个特征在种群间变化显著,可塑性能力较强;但方差分析和变异系数结果显示,角果长度、果实开裂力度在种群内和种群间的变化相对较小。表型特征在山系间、经纬度和海拔间的变化规律不明显。拟南芥主要分布于pH值和HCO3–含量低,有机质丰富,且有一定坡度的沙土地块上。种群内拟南芥分布频度很低,在1.56%–10.69%之间,空间自相关距离在15.4–46.7cm之间变化较大,10个种群均呈现极显著集群分布,分布的集群性受果实开裂力度的影响显著,而果实开裂力度随环境胁迫而极显著增加。总结认为:天山北部拟南芥生长和分布主要受微环境的影响,在干旱环境下,拟南芥主要通过增加繁殖分配比例,产生难开裂的果实,促使种子短距离扩散于母株周围,确保子代利用原适宜生境来生存繁衍。