中国珍稀濒危植物珙桐分布格局形成机理研究

遗传变异是生物适应变化生境的基础，在全球环境快速变化且方向难以预测的背景下，自然种群中所有的遗传变异都具有潜在的价值。珙桐为我国特有的单型属濒危植物，其古老而独特的基因库在全球生物多样性保育中具有重要地位。珙桐的分布格局为马蹄形，东西两线均为南北走向，研究揭示这种分布格局或源于冰期后种群的蹬脚石扩散、或源于冰期时种群的同时隔离。两种模式导致的遗传后果完全不同，极大地影响了种群在物种保护中的相对重要性，是制定保护策略的关键依据。本研究拟采用nSSR及cpDNA标记对珙桐全分布区内自然种群的遗传结构进行分析，检验蹬脚石模型和同时隔离模型的相对贡献，确定珙桐分布格局的形成机理；利用遗传贡献法和适应性进化保护框架确定重要保护种群，并对这些种群进行群落生态调查；综合遗传格局和生态特征提出珙桐就地保护和迁地保护策略，为珙桐的有效保护提供科学依据，为保护生物学理论的发展和完善提供孑遗植物案例。

珙桐是我国特有的单型属濒危植物。珙桐分布格局为马蹄形，东西两线均为南北走向。本研究的目的是探明珙桐种群的遗传结构，阐明珙桐分布格局的形成机理，并提出珙桐的保护策略。.叶绿体DNA多态性分析表明珙桐种群间遗传分化较高，其种群间基因分化系数GST为0.8157，有83.9%的变异来自种群间， 16.1%的变异来自种群内。.SSR分析结果表明，总体等位基因丰富度(AR)为4.951，平均为3.215；总体观察杂合度(HO)为0.587，平均为0.581；期望杂合度(HE)为0.776，平均为0.541。与其他濒危植物相比，珙桐遗传多样性水平较低。珙桐种群间存在较高的遗传分化水平（GST=0.275，Fst=0.39657），AMOVA分析显示60.34%遗传变异来源于种群间差异，珙桐种群遗传距离与空间距离之间存在显著的相关性（r=0.3696，P=0.0010），较低的基因流（Nm=0.5977）可能是导致高水平遗传分化的原因之一。.综合研究分析结果，推测珙桐在第四纪冰期可能的避难所在地及冰期后的迁移扩散情况：珙桐的第四纪冰期避难所在雷波-织金这一区域，冰期后珙桐种群从此区域按两条路线迁移扩散：沿荥经峨眉扩散直至分布区最北端甘肃文县；沿梵净山后河扩散至陕西千家坪一带。.采用综合遗传贡献模型对珙桐种群的遗传贡献率进行分析，得到应该对11个种群加以重点保护。其中东部种群有湖南桑植、陕西千家坪、湖北神农架、湖北后河、湖北利川、重庆酉阳，西部种群有四川卧龙、四川安县、四川荥经、四川峨眉、云南大关。珙桐的保护策略：（1）就地保护，可在湖南桑植、陕西千家坪、四川卧龙、湖北神龙架等地优先建立珙桐专项保护区。（2）迁地保护，在迁地保护中对东部和西部分开取样以防止远交衰退。（3）回归自然，采用人工育苗再回归自然生境的方法来保护珙桐自然种群，考虑到基因与环境的互作，在长期的进化中有些特殊的基因很可能与该种群特定的环境相适宜，产生了本地适应基因，因此原采集地幼苗应该回迁到取样的生境。