台湾苏铁复合体的分子亲缘地理学研究

台湾苏铁复合体包括台湾苏铁、四川苏铁、仙湖苏铁、海南苏铁、葫芦苏铁、念珠苏铁和三亚苏铁，是苏铁属一群在形态特征上交叉连续，难以进行分类学划分的类群，在苏铁属及种子植物的系统与进化研究中具有非常重要的地位。目前，该复合体中四川苏铁和台湾苏铁的野生种群已经或接近灭绝，其它现存野生种群绝大多数处于严重濒危状态，急需保护。本项目拟采用单亲遗传的叶绿体DNA基因间隔区序列和双亲遗传的AFLP分析，对台湾苏铁复合体进行亲缘地理学研究。通过分析台湾苏铁复合体的群体遗传变异水平及遗传结构，探讨复合体种内及种间的系统地理分布格局、系统进化关系及物种形成历史，同时结合地理分布状况及地史资料，追溯和解释复合体的冰期避难所、种群扩散路线及进化历程；并结合形态学数据，确定该复合体七种苏铁的分类学地位。本研究将为我国苏铁植物遗传资源的保护及探讨苏铁属的系统与进化提供基础资料。

采用cpDNA基因间隔区序列和SSR分析对台湾苏铁复合体进行了分子亲缘地理学研究。从19对cpDNA引物中筛选出2对引物（trnS-trnG和atpB-rbcL）在复合体的17个种群，167个个体中共扩增出12个变异位点，构成11个单倍型(H1-H11)。物种水平上，葫芦苏铁遗传多样性最高（Hd=0.663，pi=0.00127），四川苏铁、仙湖苏铁和台湾苏铁均未检测出多态性。种群水平上，葫芦苏铁的王下种群具有最高的单倍型性多样性（Hd=0.690），其东六种群具有最高的核苷酸多样性（pi=0.00114）；其它有11个种群未检测出多态性。结果表明台湾苏铁复合体的cpDNA水平多态性低，种群间遗传分化程度高（GST=0.879）。单倍型分布及网状支系分析 (NCA)表明，台湾苏铁复合体有2个广布单倍型H1和H3（分别为台湾苏铁和四川苏铁所拥有）和3个古老的单倍型（H1、H2和H7）。王下种群遗传多样性最高（有4个单倍型），且拥有古老单倍型H2，是葫芦苏铁的多样性中心。SSR分析表明葫芦苏铁有较高的遗传多态性（Ho=0.500；HT= 0.771），种群间有中度的遗传分化（GST=0.188）和较低的基因交流（Nm=0.276）。根据单倍型分布及系统发育分析结果，我们把台湾苏铁复合体分为三个种：四川苏铁（包括四川苏铁和仙湖苏铁两个亚种，共有一个特有单倍型H3）、台湾苏铁（包括台湾苏铁和海南苏铁二个亚种，共有单倍型H1）和葫芦苏铁（有7个单倍型，与以上两种苏铁均不同）。念珠苏铁可归为海南苏铁亚种，三亚苏铁不存在。海南苏铁南湾猴岛种群的分类学地位有待于进一步的研究。台湾苏铁复合体的保护策略应以就地保护为主，迁地保护为辅，需要优先（或重点）保护的单元是：葫芦苏铁的王下种群、海南苏铁的南湾猴岛种群、仙湖苏铁的梅林种群和台湾苏铁的野生植株。