西藏冰缘植物垫状点地梅的基因流及其对微进化的影响：基于分子标记和计算机模拟的研究

垫状点地梅是一种形态高度特化的多年生植物，在西藏通常分布于海拔4300米以上，是高寒垫状植被的主要建群种之一。为了研究高山植物在气候变化条件下的微进化过程，需要揭示其在不同层次的基因流，同时考虑种群历史和生境空间异质性对基因流估计的影响。申请者近年来一直从事垫状点地梅的相关研究，在前期工作中已采集到五十多个种群的野外数据和实验材料。本项目拟应用DNA序列、SSR、AFLP等分子标记技术，结合地理信息系统和计算机模拟方法，构建包括种群历史和生境异质性的整合模型，研究垂直方向（不同海拔）和水平方向（不同山系）种群间的基因流；通过亲本分析和空间遗传自相关估计种群间的历史基因流和当前基因流；利用基于AFLP的基因组扫描技术检测不同海拔种群间的适应性遗传变异，用计算机模拟方法分析气候变暖条件下基因流对微进化的影响，以期为评估高山植物对气候变化的响应和适应潜力提供科学依据。

本项目以西藏地区的垫状点地梅为研究对象，以基因流为研究重点，利用分子标记分析研究了不同方向（垂直和水平）、不同海拔梯度的历史和现实基因流，并通过计算机模拟来研究气候变暖条件下基因流对微进化过程的影响。研究结果表明：1）垫状点地梅在精细尺度上的空间点格局表现出显著的聚集性，同时表现株显著的空间遗传自相关，从Sp 参数估计其在精细尺度上的基因流在空间上很局限，平均扩散距离（σ值）大约为0.6米；2）在水平方向（不同山体之间）上，通过对青藏高原52个种群的分析，发现垫状点地梅的遗传变异主要存在于种群之间，占总体遗传变异的64%，表明在景观空间尺度上，垫状点地梅的的基因流主要源于历史功勋，当前基因流较为局限；3）在垂直方向（同一山体不同海拔种群之间），通过对唐古拉山两侧8个种群的分析，发现垫状点地梅在不同海拔之间的遗传分化非常微弱，但是山体两侧存在显著的遗传分化，说明基因流可以维持不同海拔间的交流，但是不足以将山体两侧联成一体；4）计算机模拟分析表明，由于垫状点地梅的有效种群大小很大，漂变对遗传分化的影响较弱，当自然选择强度较弱时，即使较小的基因流也足以使得不同海拔的种群间保持较低的分化程度，但是当自然选择强度增加时，不同海拔间会表现出显著的适应性分化。