植物核DNA含量在全球尺度上的纬度变异式样及其气候适应意义——以菊科植物为例

• 作者: 于晶 解梦 郭水良
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 菊科 核DNA含量 DNA C-值 基因组大小 非线性关系 纬度 生物气候因子
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 3453-3461
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201704270777

摘要

核DNA含量是重要的生物学概念,涉及DNA C-值和基因组大小.前人有关植物核DNA含量在纬度梯度上的变异规律存在着矛盾的报道,而且多数将核DNA含量与纬度、海拔、气候等因素之间的关系描述成线性关系.核DNA含量是否具有环境适应上的意义,也还存在争议.先前有关核DNA含量与环境因素间关系的矛盾性报道可能与取样过小、地理范围过窄、研究对象遗传背景差异过大有关.如果对一个遗传背景相近的类群在全球范围内进行取样,核DNA含量会呈现有规律的纬度梯度变化,可能与大的气候因素之间存在非线性关系.菊科(Asteraceae)是被子植物的最大科,是一个广泛认可的自然分类群.为揭示全球空间尺度上植物核DNA含量在纬度梯度上的变异规律,以及这种变异是否具有环境适应意义,以菊科为对象开展了核DNA含量与纬度、生物气候因素关系的统计分析.从“植物DNA C-值数据库”检索到822种菊科植物的核DNA含量数据;在全球范围内,沿经度方向上设立10条样带,每条样带横跨15个经度,每条样带又均分成22个样块,每个样块纵跨7.5个纬度;其次,从“世界气候数据网站”下载1950-2000年时间段14个生物气候因子数据,应用ArcGIS 9.3获得每个样块14个生物气候因子的平均值;根据“全球生物多样性信息网站”记录,计算每个样块菊科植物平均的核DNA含量数据.为避免气候变量之间的多重共线性对数据分析的影响,应用主成分分析对数据进行了降维,发现最冷季度平均温度、最干季度雨量分别是第一、二主成分上荷载最大的因子,去除与它们相关性在-0.7至+0.7之间的其他气候因子后获得了最冷季度平均温度、最干季度雨量和最湿月份雨量三个变量用于进一步数据分析.结果发现,菊科植物在全球10个样带上的核DNA含量与纬度关系密切,与最冷季度平均温度、最干季度雨量和最湿月份雨量呈现极显著的单峰型的非线性关系,可以用二项式进行拟合.因此,全球空间尺度上植物核DNA含量沿着纬度梯度有规律性的非线性变化,这种变化具有很强的气候适应意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郭水良	上海师范大学生命与环境科学学院	115	1263	18.0	31.0
2	于晶	上海师范大学生命与环境科学学院	59	537	13.0	21.0
3	解梦	上海师范大学生命与环境科学学院	1	2	1.0	1.0