亚洲中部荒漠特有濒危“孑遗”植物半日花的亲缘地理学研究

在居群水平上,基于半日花叶绿体DNA序列和全基因组荧光AFLP标记,分析其群体cpDNA单倍型的地理分布规律及谱系关系,结合外类群对单倍型进行系统发育分析,确定祖先单倍型及分布地,推测冰期"避难所",揭示现代居群地理分布式样和谱系关系,并结合古植物区系、古地理和古气候变迁等探讨群体进化历史、迁移路线及现代地理格局的成因。用Arlequin、Popgene、Amova等软件进行遗传学分析，估算各居群遗传多样性水平、遗传结构、基因流和有效群体大小等参数,检测不同群体是否经历了扩张事件和"瓶颈"效应,结合半日花生物学特性（如繁育系统、传粉、种子散布等）和地质历史，探讨影响基因流的主要因素，距离隔离对遗传分化的影响，以及遗传变异和遗传结构的格局及其成因。根据群体地理分组、系统发育关系和群体遗传变异等，阐明种间、居群间的分类与进化关系，确定进化显著单元,为就地和迁地保护的取样和管理提供科学依据。

本项目通过全面细致的野外调查和取样工作，掌握了我国半日花自然居群的分布状况和生境特点，系统收集了全部半日花自然居群的叶片样品，在此基础上，采用四个叶绿体DNA片段和荧光AFLP标记，分析了东亚分布的半日花亲缘地理学和遗传多样性及遗传结构，发现半日花居群内具有较高的遗传多样性（66.54%），居群间遗传多样性较低（33.46%）。内蒙古和新疆居群间地理距离与遗传结构存在相关性，cpDNA分析检测到16个单倍型。系统进化分析表明，半日花内蒙古和新疆两个居群分化明显，群体间基因流较弱。单倍型系统发育分析以及网状支系分析 (Nested clade Analysis)表明，新疆伊犁和西鄂尔多斯地区是第四纪冰期半日花的避难所。干旱与寒冷气候的加剧是内蒙古半日花与新疆半日花分化的决定因素。基于cpDNA和AFLP分析结果并结合野外调查，认为内蒙古半日花居群生境片段化、新疆居群半日花由于有限的基因交流和遗传漂变是其濒危的主要原因。据此，提出相应的保护策略。