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伯乐树(BretschneiderasinensisHemsl.)隶属于伯乐树科伯乐树属,是以我国为分布中心的单种科、单种属植物,为第三纪古热带植物区系的孑遗种,在研究被子植物的系统发育和古地理、古气候等方面都有重要科研价值。本研究采用AFLP分子标记对分布于中国11个省份24个伯乐树居群进行谱系地理学研究。通过分析不同地理分布的伯乐树居群的遗传多样性水平和遗传结构,阐明各居群间的亲缘关系,并探究伯乐树种内系统地理分布格局及其形成机制,同时结合伯乐树地理分布情况、地质历史事件等资料,推测和追溯伯乐树在历史上可能的冰期避难所和居群扩散过程。主要研究结果如下:
1、本研究通过6对AFLP选择性扩增引物对24个伯乐树居群192个体进行了分析,扩增条带共288条,其中196条为多态性条带,平均多态性位点百分率为68.06%。多态性条带百分率最高的为引物组合EcoRI-ACT/MseI-CTC(85.00%)。在伯乐树群体水平上,基因多样性指数(He)和Shannon指数(Ⅰ)分别为0.2728和0.4070,表明伯乐树有较高的遗传多样性水平,与伯乐树作为广布的、异交长寿木本植物等生活史特性有关;从群体各居群水平来看,遗传多样性水平高的居群多集中在南岭山脉,其中多样性最高的是湖南莽山居群(0.1554),其次是江西龙南居群(0.1014)和湖南桂东居群(0.0996)。
2、本研究结果显示伯乐树的遗传分化系数Gst=0.7138,基因流Nm=0.2005,表明伯乐树的遗传变异多集中在居群间,而不是居群内;居群间的遗传分化远大于居群内遗传分化,居群间基因交流很小,加剧了居群间的分化程度,这与伯乐树所经历的地质历史事件、地理分布状况,以及居群间地理隔离等因素相关。
3、本研究通过聚类分析、Structure分析和BAPS分析,表明24个伯乐树居群可形成四大地理居群组和进化谱系:长江中下游地理居群组、南岭山脉以北地理居群组、南岭山脉以南地理居群组和滇黔桂地理居群组。长江中下游地区和南岭山脉以南地区的各居群亲缘关系较近的,可能在历史上出现快速的居群扩张过程。
4、云贵高原东部地区居群遗传多样性较高、遗传结构特殊,很可能是伯乐树在中国地区的扩散中心。中国伯乐树居群由此向北、向东及东南方向进行扩散和迁移,并保持着伯乐树较高的遗传多样性;同时云贵高原东部地区作为伯乐树一个早期冰期避难所,在冰期后再次向外进行居群扩散。南岭山脉地区各居群遗传多样性水平普遍高于其他地区,与邻近地区各居群的亲缘关心较近,可能为伯乐树历史上的另一个冰期避难所。
5、本研究建议将云南屏边、广西金秀、湖南莽山和广东始兴四个居群确定为中国伯乐树的优先保护单元,确立以就地保护为主,迁地保护为辅的保护策略。在优先保护南岭山脉和云贵高云东部地区居群的同时,尽可能地保护更多的伯乐树居群。同时在遗传结构上具有显著差异的不同居群和不同个体之间尝试进行适当的人工杂交,以保存伯乐树群体较高遗传多样性,并将不同的杂交后代进行回归引种。