珍稀南药植物美丽崖豆藤保育遗传学和分子系统地理学研究

美丽崖豆藤（Millettia speciosa Champ.）是一种分布于热带和亚热带地区的野生名贵南药，呈大陆-岛屿的间断地理分布格局，该植物具有极高的药用、保健和经济价值，但其野生资源已经濒临枯竭，对其种质资源进行有效保育已刻不容缓。本研究拟采用FISCO方法分离美丽崖豆藤基因组的微卫星标记（SSR），通过核基因组SSR标记和叶绿体基因组DNA非编码区测序分析，以及传粉生物学和繁育系统的研究，结合种群形态学、生态学调查资料和历史地质事件，揭示美丽崖豆藤自然居群的遗传变异水平、遗传分化程度和系统地理格局，明确造成该物种现有分布格局的主要原因，确定优先保护单元。该研究理论上可丰富系统地理学理论，为具有相似分布的其他物种种群遗传学研究提供借鉴，实践上可以为今后引种和保育策略的制定提供理论依据。

本研究以美丽崖豆藤为研究对象，在进行野外考察的基础上，采用SSR标记和cpDNA间隔区测序的方法对其进行居群遗传学研究。野外调查结果表明，美丽崖豆藤主要分布于海南、广东、广西地区，贵州和福建有少量分布，长期的过度采收已使野生资源遭到严重破坏，保护工作迫在眉睫。传粉学研究表明，该物种不存在无融合生殖现象, 繁育类型以异交为主，自交结实率低，未观察到有效的传粉昆虫。从美丽崖豆藤中首次分离和筛选到25对EST-SSR和8对基因组SSR位点，其多态性高，且能在近缘植物中进行跨种扩增，为崖豆藤属植物的居群遗传学研究提供了有利手段。SSR分析表明，美丽崖豆藤仍维持着较高水平的遗传多样性，分布于海岛的美丽崖豆藤居群与内陆居群间遗传变异及遗传分化并未表现明显差异，聚类结果显示所有美丽崖豆藤样本主要分为3类，其亲缘关系与地理分布具有一致性。2对cpDNA的基因间隔片段（psbA-trnH和rps16-trnQ）在189个美丽崖豆藤个体中共检测到48个变异位点，可分辨出139个单倍型。其中，位点rps16-trnQ (h= 0.942; π= 0.009)单倍型多样性和核苷酸多样性略高于位点psbA-trnH (h= 0.906; π= 0.011)。海岛居群81个样本拥有64个单倍型，其中40个为海南特有，约占62.5%，推测海南种群与内陆种群隔离后，可能对不同的更为复杂多样的生境产生了适应性进化。比较解剖学研究表明，四种崖豆藤属植物根的形态组织学上存在较大差异，这些特征为该属植物药材种类的显微鉴定提供依据。本项目的研究结果将有助于了解具岛-陆分布的植物种类的系统地理学结构及进化历程，并为美丽崖豆藤及其近缘种植物种质资源的鉴定、保护和开发利用提供参考。