东亚亚热带常绿阔叶林广布树种青冈的谱系地理学研究

青冈广布东亚亚热带，并在中国大陆东南、朝鲜半岛南部、日本、琉球群岛和台湾岛间断分布，为亚热带季风常绿阔叶林建群种，化石记录丰富，是研究东亚亚热带常绿阔叶林对全球变化的响应及其亚热带植物在中国大陆及邻近岛屿间断分布格局如何形成的理想材料。本研究以东亚青冈居群为对象，选取适合的叶绿体DNA和核 DNA序列，采用嵌套分支分析方法，开展谱系地理学研究。在对青冈居群遗传结构进行分析的基础上，探讨影响居群遗传变异和分化的主要因素。本项目将从微观遗传角度揭示青冈分布区形成及演化的机理，分析全球变化与青冈分布和居群分化的相互作用，为东亚植物区系如何发展演变，中国和相邻岛屿植物间断分布格局如何形成提供线索，也将为亚热带季风常绿阔叶林这一特殊植被类型的保护和管理提供基础资料

中国亚热带具有极高生物多样性，但长期以来，中国的谱系地理学研究大多集中在青藏高原及其邻近的西南地区，对亚热带广布物种研究有限。青冈Quercus glauca广布东亚亚热带地区，第三纪以来化石记录丰富，是研究新近纪地质历史事件对东亚亚热带常绿阔叶林影响的理想材料。本研究利用叶绿体trnH-psbA，trnT-trnL，atpI-atpH片段和核DNA序列对青冈群体遗传结构进行了探讨。基于三个叶绿体序列共获得33个单倍型，青冈总的遗传多样性、居群间和居群内的遗传多样性都较高；叶绿体单倍型的系统发育分析表明存在中国西南 vs. 中国东南-东部海域两个明显的谱系分化。基于化石校正的BEAST分析表明显谱系分化发生在晚中新世-上新世期间。单倍型的空间分布，生态位模型，失配分析和中性检测的表明分布中国东南-东部沿海的青冈经历了扩张事件。东喜马拉雅及邻近区域复杂的地形可能是促进东、西部居群间的分化的重要因素。中国中西部及我国东部可能是青冈在冰期时的避难所。现代在中国南部分布的青冈可能由位于北部避难所青冈居群局部向南扩张形成。核DNA序列结果共得到51个单倍型和较高的总遗传多样性水平，但居群间遗传分化系数明显低于叶绿体序列。此外，核DNA单倍型没有显示类似于叶绿体的明显的谱系分化，暗示花粉流可能并未受到地理阻隔的影响。本次研究的成果可为第三纪以来东亚重要地质历史事件对亚热带植物的分布和居群分化影响提供重要借鉴和资料。