北半球间断分布植物珊瑚菜的亲缘地理学和保护遗传学研究

The northern hemisphere intercontinental disjunction is one of the hottest topics for biogeographic research. The Monotypic species Glehnia littoralis Fr. Schmidt ex Miq.) (Apiaceae) is distributed in eastern Asia and Northern America (EA-NA). And it is distributed in China –Korea –Japan (CKJ) floristic region in eastern Asia. Most of the previous studies have focused on genetic diversity studies in China with relatively less attention to its intercontinental disjunction due to the limitation of sample collection, data resources and experiment techniques. In this research, we intend to conduct the phylogeographic study of G. littoralis covering its distributions using next generation sequencing technology RADseq at first time, in order to study the population genetic diversity, population lineage phylogenetic relationship, formation and dynamic history of population geographic structure, and impulsive ecological factors, to reveal the cause of intercontinental disjunction formation and divergence time. At last, priority conservation populations will be determined implications for conservation.

北半球间断分布的生物地理格局一直以来是全球生物地理学家关注的热点。伞形科珊瑚菜属珊瑚菜为北半球洲际间断分布中的东亚-北美间断分布，在东亚呈现中国-韩国-日本分布模式。前人在研究珊瑚菜中由于样品采集、实验技术及分析方法的限制，至今还没有其洲际间断分布格局的形成机制的报道。本项目将首次开展珊瑚菜世界范围的亲缘地理学研究，采用下一代测序RADseq，获取大量多态性位点，结合物种时空分布的生态因子，研究珊瑚菜群体的遗传多样性、谱系进化关系、谱系地理结构、谱系分化的历史过程和驱动因子，从而揭示珊瑚菜洲际间断分布的形成原因与时间框架；确定珊瑚菜的优先保护群体，为其保护策略提供重要理论依据。

珊瑚菜隶属伞形科珊瑚菜属，呈现东亚-北美间断分布模式，在东亚主要分布于中国，韩国和日本，是探讨北半球洲际间断的理想材料。本项目以珊瑚菜为研究材料，开展了以下研究内容：1）珊瑚菜群体样品采集。本项目对珊瑚菜群体进行了全球样品采集，共采集到来自北美、日本、韩国和中国的11个群体，为全面揭示珊瑚菜的谱系地理提供了全面的材料。2）珊瑚菜的叶绿体基因组研究：利用高通量测序对珊瑚菜进行了叶绿体基因组测定，为将来利用叶绿体片段对珊瑚菜群体历史动态和伞形科等相关系统发育研究提供序列。3）珊瑚菜的亲缘地理学研究：基于SNPs位点探明珊瑚群体可分为东亚和北美2个地理谱系，其中东亚谱系又可以分为中国/韩国和日本2个次生谱系，谱系格局形成与地理隔离有关。4）珊瑚菜的保护遗传学研究：明确珊瑚菜群体的2个进化显著单元，结合生态位模拟，未来全球变暖气候背景下珊瑚菜的高度适生区明显缩小，且向北方迁移，因此对珊瑚菜群体保护应提前布局，缓解气候变暖对珊瑚菜的影响。