中国亚热带地区三种古老植物比较谱系地理学研究

中国亚热带地区是世界著名的古老植物避难所，植物多样性极为丰富，研究第四纪中国亚热带古老植物分布区变迁规律，对于全球气候变暖背景下该地区生物多样性保护具有重要意义。本研究以第三纪孑遗植物青钱柳、大血藤和血水草为研究对象，采用比较谱系地理学的方法，揭示三个物种第四纪冰期避难所、冰期-间冰期迁移规律以及第四纪不同时期对三种古老植物分布区变迁、群体分化的影响。在此基础上，结合前人尤其是本项目组成员前期研究成果，探讨第四纪气候变化过程中中国亚热带古老植物的保存和迁移规律。本研究结果不但可以为青钱柳、大血藤和血水草等古老植物的保护提供重要的理论基础，更为重要的是可以了解中国亚热带植物第四纪分布区变化规律，对中国亚热带植物区系响应当今全球气候变化的趋势进行预测，为中国亚热带生物多样性保护提供重要的理论基础。

本研究以三种中国特有单种属植物青钱柳、血水草和大血藤为研究对象，采用比较谱系地理学的方法，揭示了三个物种在第四纪冰期避难所、冰期-间冰期迁移规律以及第四纪不同时期对三种古老植物分布区变迁和群体分化的影响。叶绿体基因组片段测序结果显示青钱柳在第四纪冰期具有两个大的避难所，一个位于武夷山脉，另一个位于云贵高原东侧；青钱柳种群近期发生了扩张，扩张事件发生约在0.27Ma。血水草在叶绿体水平上检测到强烈的种群扩张，且在武夷山、罗霄山以及云贵高原存在三个避难所。根据大血藤叶绿体单倍型分布，推测武陵山，苗岭，罗霄山，南岭，武夷山脉以及大盘山为其第四纪避难所。通过比较三个物种发现，中国亚热带存在不同物种共有的冰期避难所，如武夷山、云贵高原等，但由于生活型、繁殖方式、种子传播方式等特性的差异，以及地质历史时期偶然因素的影响，不同物种也具有各自特有的冰期避难所。此外，本研究在中国亚热带范围内检测四条重要的扩张路线：1）武夷山向周围山脉的扩散；2）云贵高原东北侧武陵山向西北方向扩散至大巴山；3）苗岭地区向西南方向的扩散；4）罗霄山脉向南扩散至南岭地区。本研究通过比较谱系地理鉴定出来的冰期避难所和扩张路线对于中国亚热带地区生物多样性保护具有重要的理论意义。