草地放牧系统植物种群遗传学：中度干扰假说的验证、补充与实践

高寒草地是我国重要的生态屏障和畜牧业生产基地。放牧对草地植物产生诸多影响，其中遗传学是最根本的。草地生物多样性与草地功能一直研究的热点，以往我国主要从物种多样性的角度探讨植物对放牧的响应。本项目基于不同放牧时间垂穗披碱草和紫花针茅个体多位点的基因型空间变化，测定不同条件下的种群遗传学参数和异交率，以及连续3年检测草地地上生物量和种子产量，研究放牧对优势种植物表观遗传多样性、遗传结构、基因流以及生长和繁殖适合度的影响及其形成机制，从种群遗传学角度验证"中度干扰假说"，依据遗传参数的变化对该假说进行补充，并从保护生物学和生产力的角度，综合放牧强度和时间提出放牧实践，为我国草原植被恢复和生态保护提供遗传学证据。

本次试验地选择在了甘肃省甘南州玛曲县的阿孜试验站，开展了为期2年放牧试验和室内分子实验，通过Bayescan分析发现，放牧对垂穗披碱草和紫花针茅种群内个体的基因组进化呈现出一定的选择压力。放牧对垂穗披碱草和紫花针茅种群遗传多样性均存在明显的影响，轻度放牧更有利于垂穗披碱草种群遗传多样性的维持，而不放牧对于紫花针茅种群遗传多样性是最有利的，在放牧条件下，中度强度对于保护紫花针茅种质多样性是有利的。放牧对垂穗披碱草和紫花针茅种群遗传距离具有明显的影响。不同的放牧条件下垂穗披碱草和紫花针茅种群的遗传分化均主要存在于种群内，种群间的分化很小，种群间的基因流较强。紫花针茅结果与其异花授粉植物的种群遗传分化特点相吻合，而垂穗披碱草与其自花授粉植物的种群遗传分化特点明显不一致，通过STRUCTURE分析发现，种群之间检测到明显的基因流动，特别是轻度和中度放牧种群之间更加明显。这也再次证明，放牧对垂穗披碱草种群的基因流有促进作用。通过空间自相关和亚种群结构分析，垂穗披碱草结果表明：放牧可以改变种群遗传空间结构，放牧强度越大，遗传斑块越小和亚种群数量增加，即种群内空间结构愈加复杂。而紫花针茅表现却相反，随着放牧强度越大，遗传斑块越小和亚种群数量减少，即种群内空间结构愈加一致，其结果与紫花针茅的异花授粉机制及紫花针茅种子非常便于动物传播密不可分。已发表学术论文1篇，2篇SCI论文正在审稿，另外1篇正在撰稿中。