學位論文

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Subject: search.filters.subject.在地適應性

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    金毛杜鵑族群分化、族群波動及在地適應性演化
    (2019) 謝裔強; Hsieh, Yi-Chiang
    闡明現今森林樹種分布曾歷經何種演化過程是演化生物學的核心主題，金毛杜鵑(Rhododendron oldhamii)是一種在台灣廣泛但不連續分布的特有種闊葉樹種，闊葉植物過去深受第四紀冰河期與間冰期的氣候交替而分別地限縮和擴張其棲地，並在近期受到全球氣候暖化和人為活動干擾的影響而呈現棲地破碎化。棲地擴張導致的遺傳歧異度上升可以增加族群的適應能力，而族群在面臨不同棲地的天擇壓力時，棲地破碎化造成的基因交流減少更能促使族群產生在地適應性。本研究使用18個金毛杜鵑族群及26個位於表現序列標籤中的簡單重複序列(expressed sequence tag-simple sequence repeat，EST-SSR)基因座、六個開花相關基因和六個非開花基因來研究金毛杜鵑的遺傳歧異度、族群結構、族群波動歷史和基因交流，並檢測金毛杜鵑是否已演化出因應當地環境的在地適應性。貝氏分群(Bayesian clustering)的分析結果顯示金毛杜鵑族群可被分為四個區域性群組，包含北部、中部、南部和東南部，而多種族群波動歷史的分析結果均顯示金毛杜鵑過去經歷族群擴張，而且錯位分布(mismatch distribution)的分析結果顯示金毛杜鵑符合空間擴張模型(spatial expansion model)的預期分布，此外，四個金毛杜鵑群組長期以來均維持頻繁的基因交流，但大部分的近期基因交流則只發生在各個區域性群組內，而本研究也找到兩個EST-SSR基因座及開花相關基因SPA1的遺傳變異與溫度、水分的可獲得性、地表植被、空間變異、地形因子和風速具有顯著的關聯性，以及開花相關基因AMP1是受到弱淨化天擇的作用。本研究的結果顯示環境異質性已造成金毛杜鵑族群產生在地適應性，金毛杜鵑在冰河期過後的棲地擴張可能造成遺傳歧異度上升並增加金毛杜鵑對環境異質性的適應能力，而金毛杜鵑族群在受到不同天擇壓力的情況下，棲地破碎化反而減少不適合的等位基因進入族群，促使金毛杜鵑演化出在地適應性。
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    台灣油杉族群基因組分歧以及與環境因子關連之在地適應性演化
    (2015) 施凱茗; Shih, Kai-Ming
    台灣油杉(Keteleeria davidiana var. formosana)族群於過去AFLP (amplified fragment length polymorphisms)研究中發現，因為分歧天擇作用而發生在地適應性演化。本研究透過ddRADseq (double digest Restriction Associated DNA sequencing)以檢測天擇作用如何造成台灣油杉族群基因組的分歧。收集台灣油杉五個族群共62株樣本及10株與其同屬的近源種鐵堅油杉(Keteleeria davidiana)。ddRADseq獲得15,094個單一核甘酸多形性(single nucleotide polymorphism, SNP)。BayeScan的結果找到61個FST outliers。LFMM及BayEnv則分別發現288跟221個與溫度、降水、地貌、植被豐富度具關連性的基因座。其中包含57個FST outliers，顯示台灣油杉族群受到與棲地環境差異有關的分歧天擇作用。然而台灣油杉兩兩族群間L形的FST頻率分布圖，顯示大部分基因座的分歧程度低。鐵堅油杉與台灣油杉的FST頻率分布則有右移的趨勢。此外TreeMix及f3 statixtic發現台灣油杉存在由南部往北部族群的基因交流。然而台灣油杉與鐵堅油杉並沒有發現基因交流，加上分歧的時間較長，遺傳漂變可能才是造成兩個近緣物種遺傳分歧的主因。