植物交配系统多样性及进化意义分析研究 生物技术专业VIP专享VIP免费

植物交配系统多样性及进化意义摘要植物是地球上的主要生产者，植物交配系统复杂多样，几乎影响着地球上整个生命界的演变过程。本文结合基本概念和技术方法，主要从横向（多样性）和纵向（进化意义）两个方面考察了植物交配系统，以期望能给相关科学研究带来新的思路。关键词：交配系统；多样性；进化意义AbstractPlantisthekeyproducerinourearth.Theplantmatingsystemiscomplicatedanddiversitied,anditalmosthaseffectonthehistoryofthewholelifecycleoftheearth.Thispaper,withbothbasicconceptandadvancedtechniques,ismainlyfocusonthediversityandtheevolutionmeaningoftheplantmatingsystem,andhopetogivenewideaforrelatedresearchwork.Keywords:matingsystem；diversity；evolutionmeaning1引言植物是地球上一切生命形式的动力之源,没有植物，地球上将是一片死寂;植物的多样性及数量直接或间接地影响着其他物种的生存和灭绝。交配系统是指包括某生物有机体中那些控制配子如何结合以形成合子的所有属性。高等植物的交配繁殖方式比较复杂多样,一直是遗传学和生态学研究的重点。早在达尔文时代中,交配系统及作用于交配系统的选择力量就在进化理论中占着重要地位。植物交配系统方面的信息,对植物遗传育种,濒危植物物种的资源保护，植物多样性利用和保护,植物生理生殖,植物生态,植物进化等相关研究具有重要的理论指导作用。对交配系统的研究经历了从最初的宏观观察积累时期,到20世纪60年代的理论模型发展时期,最后到现代的微观电泳及分子技术应用时期,一共三个阶段。伴随着技术方法上的进步发展，人们对交配系统的理论认识逐渐深入，对交配系统的应用逐渐扩宽。但由于交配系统的概念与其他相关概念之间有一定的重叠和相似，且不同学者对交配系统的定义的认识存在差异。于是迄今为止,关于交配系统的研究大多是仅限于单一交配繁殖方式方面的认识或应用,对交配系统的多样性方面的研究尚未见报道.本文将首次从横向(多样性),和纵向(进化意义)两个维度来考察植物交配系统，并纵观历来学者的研究成果,这样可以加强我们对交配系统概念,分类和多样性等方面的理论知识的认识，以期望利于进一步将实践联系基础理论知识,并结合新时期分子生物技术方法发展的新动向，为将来的课题启发新的研究思路。2物交配系统研究的历史过程18世纪初期，人们主要从传粉模式和繁育系统两个方面来研究植物生殖问题，且这两个领域的研究是分别进行，各自独立发展的。20世纪40年代以后，传粉生物学研究开始关注传粉对生殖的影响。而交配机会取决于花粉传递，故了解传粉模式对研究有花植物交配系统是至关重要的。进一步发展的基因流研究使两者得以统一，从而成为一种连续的，动态研究，并有一定的定量化。随后凝胶电泳等分子技术的应用，使对自交率的估计比先前借助形态学的定性观察所得出的估测结果更精确客观，更有信服力。实验的定量化，克服了先前依据形态特征评价雌雄配子对有性生殖后代的相对贡献率时所产生的主观误差。目前，交配系统学在传统传粉生物学和遗传学的基础上，结合新发展起来的相关技术，已逐渐发展成为一门新兴的综合性学科。总的来说，植物交配系统的研究经历了3个时期:观察积累期，模型发展期，分子技术运用期。2.1观察比较时期Fryxell总结前人的观察实验结果，依据形态学观察和自花不孕实验，对1200多个植物类群的交配系统进行了归类，其中偶尔也有来自栽培实验个体的标记位点分离的证据资料。极少数有关定量的估测多以农作物，园艺植物和实验种群为对象。2.2模型系统发展20世纪60年代，植物种群遗传学（即植物交配系统生物学）中兴起一个新学派——Davis学派。该学派重点研究近交为主的植物，并构建了精确的微进化动态模型来解释近交种群中过去一直未引起人们注意的多态现象。近交（自交）种群偶尔会发生极少数的异交，这对种群的进化是很必要的，故准确估测异交率也很重要。Fyfe和Bailey提出一种估测异交率的方法，即选择控制形态形状的显性-隐性等位基因系统，统计亲本和自由授粉的子代种群中显,隐性个体数,用最大似然性估计来估测异交率或固定指数，该法自提出后就被广泛应用，目前...