基于景观遗传学理论的药用植物五味子(Schisandra chinensis)保育遗传学研究

景观遗传学整合了景观生态学、种群遗传学和空间统计学，通过研究物种遗传的空间分布格局与景观特征和环境因子之间的关系来思考景观的功能，达到物种的保护目的。本项目选择我国著名药用植物五味子（Schisandra chinensis）为研究对象，采用SSR和cpSSR分子标记技术，从不同空间尺度（精细尺度和全分布区尺度）开展景观遗传与保育遗传研究。在探明五味子的遗传多样性、地理分布规律、种群的群口历史和扩散式样的基础上，应用CCA多元分析法和GIS中的空间分析模块进一步分析阐明不同景观下五味子的空间遗传格局，并揭示这种分布格局与景观特征和环境因子之间的相关性，从而探讨五味子生存能力的空间依赖关系，为管理景观和制定保护计划奠定理论基础。本研究将景观遗传学的理论和方法应用到物种保育遗传的实践中，将为濒危物种的保育和具有重要经济价值物种的科学利用和保护提供新的理论和实践模式，进一步丰富保育遗传学理论。

五味子是我国重要药用植物，在我国分布广泛。由于受人为过度采摘和气候变化等因素影响，野生五味子资源急剧下降。本研究应用景观遗传学方法分析五味子濒危状况及其影响因素，探讨保护对策。通过野外采样获得22个五味子种群，810个个体，同时获得相应的景观特征和环境因子数据。分别从不同空间尺度（精细尺度和全分布区尺度）开展景观遗传与保育遗传研究。分析不同尺度下五味子种群特征、遗传多样性特征，及其与景观因子的关系。本研究首次确定了五味子在我国的详细分布范围，表明五味子分布面积随着纬度和经度的降低逐渐减少，主要分布在4个区域：长白山山脉、大兴安岭、小兴安岭以及河北省与辽宁省相邻区域；最佳生境面积仅占0.3%，主要分布在辽宁省的宽甸满族自治县、本溪满族自治县、桓仁满族自治县以及吉林省的安图县、和龙市和内蒙古牙克石市。基于五味子分布范围和环境因子运用Maxent软件预测了气候变化情景下21世纪50和80年代五味子分布范围，表明五味子分布范围可能逐步下降，重点发布区也将发生变化。揭示了五味子种群特征和环境因子之间关系，结果表明五味子果实重受环境因子影响显著，年均温影响最大，其次是土壤全P、全N、有机碳和年降水，这为五味子人工栽培提供理论依据，可促进五味子资源的可持续利用。应用自主开发的15对SSR引物研究了五味子全分布尺度下的22个自然种群的遗传多样性与遗传结构。五味子的自然种群中存在中等偏高水平的遗传多样性，五味子总体平均观察杂合度（HO）为0.539，平均预期杂合度（HE）为0.536，HE最高的分布在呼玛县（0.856），最低为仲乡林场（0.323），HO最高值分布在露水河林场（0.775），最低值为黄花岭（0.215）。景观遗传结果表明，长白山生态区（S4亚群）分布的种群间有较理想的潜在扩散廊道，其路径完全处于适宜生境范围内。