连翘的亲缘地理学研究

在全球气候变化条件下，植被和农业结构的空间分布格局会出现调整。中国暖温带地区是植被构成丰富和农业发达的地区,但我们对该区域植被对全球气候变化响应了解的甚少。本研究拟选取我国暖温带地区广布、常见种连翘 (Forsythia suspensa)为研究对象，通过cpDNA和核基因DNA单倍型分析，结合生态位模型将环境变化与物种的分布区域有机联系，确定该种的遗传结构及其影响因素，刻画该物种第四纪冰期温度下降时的避难所和冰期后温度升高时的主要扩散迁移路线；进而以该物种为模式，探讨气候变化对我国暖温带地区植物的遗传分布及地理分布的影响。本项目的研究结果也可为该物种遗传多样性维持和其它具有类似分布格局的重要物种保护策略制定提供理论依据。

中国暖温带位于北纬32º30＇– 42º30＇之间，东经103º30＇– 124º10＇ 的范围内，此处地带性植被就为落叶阔叶林。在第四纪冰期时，冰川灭绝了欧洲和北美大量的暖温带树种，但是在中国，第四纪冰期并未造成暖温带落叶阔叶林物种的大范围灭绝。目前，我们对第四纪气候变化对中国暖温带落叶阔叶林的影响程度，及该地区植被对第四纪气候变化的影响机制仍然不是很清楚。本项目研究中我们选取了广布于中国暖温带的连翘作为研究对象开展了亲缘地理学研究，用以探讨更新世的气候变化对于中国落叶阔叶树种分布的影响。研究中的叶绿体DNA数据表明连翘分为了7个地理界限清晰的遗传群体，而与叶绿体数据不同的是核DNA支持连翘分为3个遗传群体。我们进一步用生态位模型模拟了连翘在冰期与气候变暖期的适生区域，结果表明连翘在气候冷期的适生区反而比气候暖期要大。综合分子数据和生态位模型，研究结果认为连翘在冰期时种群扩展到邻近的低地，在间冰气候变暖期退却到山顶。这一研究支持连翘在更新世冰期原地存活，反而扩大了分布区。这与以前的向南长距离迁移或大范围退缩的假说正好相反。项目研究为我们理解中国暖温带植被应对第四纪气候变化的响应机制提供了理论依据。