東亞特有瀕危植物黃山梅的遺傳多樣性與地理分化.pdf

1、黃山梅為東亞地區(qū)特有的多年生草本植物,在中國(guó)、韓國(guó)及日本島嶼(CKJ地區(qū))間斷分布,目前居群分布范圍和居群內(nèi)個(gè)體數(shù)目都很小,處于嚴(yán)重瀕危狀態(tài)。黃山梅為第三紀(jì)孑遺植物,其現(xiàn)在的遺傳結(jié)構(gòu)和地理分布受第四紀(jì)冰川影響很大。本研究利用ISSR分子標(biāo)記和葉綠體cpDNA atpB-rbcL內(nèi)含子序列數(shù)據(jù)分析現(xiàn)存的黃山梅居群遺傳結(jié)構(gòu)與親緣地理。 研究結(jié)果表明,黃山梅具有較高的遺傳多樣性水平(物種水平PPF=92.13％,h=0.8045,π=

2、0.002266;居群平均PPF=49.60％,h=0.6577,π=0.001455)。檢測(cè)到黃山梅群體中,遺傳變異主要存在于居群內(nèi)(ISSR分析為55.97％；cpDNA分析為58.67％),但居群間、地區(qū)間已經(jīng)發(fā)生了相當(dāng)程度的分化。在地理分布上,多樣性中心位于日本四國(guó)Ishizuchi一帶和中國(guó)天目山一帶。韓國(guó)居群的遺傳多樣性明顯低于中國(guó)和日本居群。 通過(guò)UPGMA聚類和PCoA分析方法對(duì)ISSR條帶的二元矩陣進(jìn)行分析,結(jié)

3、果表明,黃山梅不同居群在遺傳上分為三個(gè)獨(dú)立的組：中國(guó)、日本和韓國(guó),中國(guó)與日本居群在遺傳上更為接近。葉綠體單倍型的TCS網(wǎng)絡(luò)圖顯示：黃山梅的居群可以分為兩個(gè)地理組,韓國(guó)(BU)和中國(guó)-日本(TM,HS及KC)。揭示了韓國(guó)居群的分化較早,結(jié)合其它研究,認(rèn)為可能已分化為一個(gè)獨(dú)立的分類單位。 cpDNA單倍型關(guān)系呈現(xiàn)明顯的“星狀”關(guān)系,各稀有單倍型分別與內(nèi)部的祖先單倍型H1、H2相連,H1為中國(guó)和日本居群共有,H2為韓國(guó)居群所有。根據(jù)黃

4、山梅的居群遺傳變異分析,同時(shí)結(jié)合地質(zhì)事件,我們推測(cè),中、韓、日三個(gè)地區(qū)間的黃山梅居群可能由各自的避難所獨(dú)立演化而來(lái),即在冰川期原本連續(xù)分布的祖先退居至中、日、韓三地的溫暖山坳中,形成避難所并且各自獨(dú)立演化至今。 單倍型網(wǎng)絡(luò)關(guān)系和Tajima's D檢驗(yàn)均顯示黃山梅群體經(jīng)歷了明顯的群體擴(kuò)張過(guò)程。在冰川期,黃山梅可能通過(guò)連接中國(guó)、韓國(guó)和日本居群的陸橋進(jìn)行基因交流。間冰期中國(guó)東海海平面升高,將這幾個(gè)地區(qū)隔離開。黃山梅居群可能就在間冰期