中国西南地区榧树属植物分类与谱系地理学研究

Species of the genus of Torreya in China are rare and endangered species, they have been listed as the protected species by the national law and effective protection is urgently needed. Southwest China is one of the main distribution regions of Torreya genus, 3 species endemic to this region according to the existing literature records, Torreya fargesii, Torreya yunnanensis and Torreya parvifolia. However, the taxonomy of these specties is still a disputable problem and valuable for further study. This study focuses on the following 3 aspects:(1)The morphologic characteristics for identification of the Torreya species are checked by the classic taxonomic methods to analyse the gap between different distribution sites; (2)DNA barcoding technology based on the sequences of DNA fragment like rbcL, matK, trnH-psbA, trnL-F, ITS and ISSR marker are used as the supplementary material to morphologic traits to identify the species differentiation of Torreya in the study region; (3)Sequences of LEAFY gene fragment and ISSR marker are used for genetics diversity and phylogeography study, the distibution and speciation history of the genus is speculated by anylsis based on the geography and climate change in southwest China. Protection strategy will be proposed based on above theoretical studies, situation obtained by investigation on the forest communities and collection of germplasm resource to improve the protection of the Torreya in the study region.

榧树是珍稀濒危物种，榧树属(Torreya Arn.)全属在我国均已被列为国家二级保护植物。我国西南地区是榧树的主产地之一，现有文献记载共有云南榧、巴山榧、四川榧三种榧树属植物分布在该地区，但此三种榧树种类的界定存在争议。本项目将应用经典分类学方法研究不同产地榧树形态学分类依据；分别应用ISSR标记和DNA条形码技术（以rbcL、matK、trnH-psbA、trnL-F、ITS序列为目标片段）开展分子系统学研究，并与形态学分类依据综合以界定西南地区榧树种级地位；利用LEAFY基因片段和ISSR标记进行谱系地理学、居群遗传学研究，以遗传多样性信息为基础，分析其谱系分化模式，通过以上研究，结合区域地质和气候变迁历史，探讨地质和气候变化对物种形成与分布的影响，并结合种群与种质资源现状，讨论其濒危原因，为西南地区野生榧树资源的保护提供依据。

榧树是珍稀濒危物种，榧树属全属在我国均已被列为国家二级保护植物。我国西南地区是榧树的主产地之一，现有文献记载共有云南榧、巴山榧、四川榧三种榧树属植物分布在该地区，但此三种榧树种类的界定存在争议。同时，由于人为破坏，野生榧树种群数量锐减，种群的自然恢复和更新能力减弱，濒危形式进一步加剧。研究、保护和利用现有榧树资源迫在眉睫。本项目对中国西南地区榧树属植物资源进行了较为全面的群落调查和标本采集，通过形态学研究初步确定了不同产地榧树形态特征的区别与联系，通过ISSR居群遗传学和谱系地理学分析，初步揭示了西南地区榧树属植物的遗传多样性水平，对云南榧树开展了就地保护、人工快繁和内生菌研究；对云南榧子开展了营养成分测定。研究结果如下：（1）实地自然群落调查区域覆盖了我国西南主要榧属植物分布区，包括云南、贵州、湖南、湖北、四川、重庆等地，到目前为止共采集得到11个云南榧树、8个巴山榧树、1个四川榧树居群材料，中国西南地区榧树植物标本数共计283个；同时采集获得1个美国弗罗里达州榧树居群材料（14个样本）。目前的标本数共计297个，同时进行了群落调查，完善了榧属植物在西南地区分布地理信息数据库。（2）叶片形态学和解剖结构研究结果显示四川榧分布区在云南榧和巴山榧之间；（3）筛选获得10条多态性较高的ISSR引物，ISSR分析结果显示巴山榧居群遗传多样性高于云南榧居群；居群内的遗传分化大于居群间的遗传分化；从遗传距离看，四川榧与云南榧关系更近；居群的遗传距离和地理距离不存在显著的相关性；海拔和经度与榧属植物基因多样性有一定的相关性，是榧属植物生存繁育的限制因素。（4）综合形态和ISSR研究结果，初步得出以下结论：云南榧和巴山榧分属两个独立的种群，从遗传距离看，四川榧与云南榧关系更近；因此，不支持将云南榧处理为巴山榧的一个变种的观点，而建议将四川榧与云南榧归并。（5）建议在云南维西县洒里习村云南榧树分布区开展就地保护；获得云南榧树扦插生根苗；获得10株云南榧树内生真菌和5株内生放线菌，具有广泛抑菌活性。