珍稀濒危植物伯乐树系统进化与谱系地理学研究

伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)是亚洲特有的第三纪古热带孑遗种，我国一级重点保护植物，具有重要的经济和观赏价值。它与近缘种澳大利亚特有的叠珠树成典型的热带亚洲至大洋洲间断分布。伯乐树的系统位置长期存在争议，其起源时间与地点、遗传多样性及其分布格局等关键问题，迄今未有深入研究。本项目在全面采样的基础上，拟筛选适合的cpDNA（如rps11-rps8, trnQ-rps16x1和trnT-trnL）和nDNA片段进行测序，构建系统树，并结合AFLP分子标记，阐明伯乐树遗传变异的时空格局；结合地史资料和分子钟理论解决伯乐树的系统关系、起源与演化、现代分布格局及其成因等理论难题，寻找其避难所和迁移路线，确定关键保护单元，提出科学的保护措施。上述问题的解决对伯乐树的保护具有极其重要的意义，同时对理解热带亚洲与大洋洲间断分布及第四纪冰期避难所等问题均有重要价值。

伯乐树（Bretschneidera sinensis Hemsl.）隶属于单种科伯乐树科，是以中国为分布中心的第三纪古热带植物区系的孑遗种，为国家一级重点保护野生植物。伯乐树起源古老且系统位置特殊，在研究被子植物系统发育以及古地理、古气候等方面有重要的科学价值。.本项目从野外居群系统调查，采集分子材料，记录伯乐树分布、生存现状等数据，并结合标本信息，进行生态位模型构建和分析，预测伯乐树当代及21世纪70年代的潜在适生区。基于cpDNA分子测序和AFLP分子标记技术，研究（1）中国地区现有伯乐树居群的遗传结构；（2）中国地区伯乐树优先保护单元及其他保护建议；（3）伯乐树在中国的第四纪冰期避难所；（4）中国地区伯乐树可能经历的居群历史等科学问题。研究了伯乐树开花物候、花期特征、花粉形态、传粉媒介、繁育系统等和组织培养技术。.主要研究结果如下：伯乐树零星分布于我国热带亚热带常绿阔叶林中，但是数量非常稀少。潜在适生区位于华南地区，最适分布区位于南岭地区以及罗霄山和幕阜山。伯乐树在物种水平具有较高的遗传多样性（hT = 0.739），遗传变异主要来源于居群间，占98.09%，居群内的遗传多样性只占1.91%，居群间遗传分化大，已经达到了极显著的水平（Fst=0.981，P<0.001）；GST =0.855，Nm = 0.09，GST趋向于最大值1，Nm <1，表明伯乐树居群间种子流低。SAMOVA分析结果显示中国现存伯乐书居群划分为五个地理单元最合适：滇东南-桂西、粤中、粤北、黔湘鄂、武夷山脉-罗霄山脉-南岭-台北山区。伯乐树属于典型的远交和虫媒传粉。最佳授粉时间在花期的第5 d到第8 d，主要的访花昆虫为木蜂、领木蜂、熊蜂和蜜蜂。以伯乐树无菌播种的幼苗茎段和胚轴为外植体，培养基MS + 2mg/L TDZ + 1.0mg/L BAP最利于伯乐树胚轴的不定芽诱导和增殖；MS + 0.8mg/L ZT + 0.05 mg/L NAA最利于伯乐树茎段的增殖；MS + 0. 5mg/L NAA最利于伯乐树生根。.通过上述的研究，不仅可以揭示伯乐树第四纪冰期可能的避难所及其后各居群之间的迁移演化关系，而且可以进一步查明伯乐树群体遗传变异的时空格局，阐明遗传漂变、瓶颈效应、自然选择等因素对其群体遗传变异的影响，确立伯乐树优先保护单元，最终将为伯乐树野生资源的保护提出科学的保护策略。