我国亚热带常绿阔叶林优势类群栲属(Castanopsis)植物谱系地理和系统演化研究

分子谱系地理学为森林区系地理学和森林树种系统学研究的有机结合驾起了一座桥梁，为深入研究我国亚热带常绿阔叶林历史生物地理提供了有力工具。本项目拟选取我国亚热带常绿阔叶林的优势类群栲属（Castanopsis）为研究对象，通过比较两个广泛分布于我国亚热带地区又具有丰富表型变异的树种米槠（Castanopsis carlesii）和栲（Castanopsis fargesii）的种内进化式样，谱系地理结构和迁移路线，分析罗浮栲（Castanopsis fabri）自然群和藜蒴（Castanopsis fissa）自然群中各种类在居群水平上的DNA分子变异，以及基于多基因组片段的系统发育重建来深入研究栲属植物的系统进化关系、谱系地理、自然杂交、历史迁移和扩散规律，进而探讨我国栲属植物地理分布格局和替代规律的形成原因，以期能够了解我国亚热带常绿阔叶林地质时期的演化过程以及它们对气候变迁的响应。

对我国亚热带地区栲树（Castanopsis fargesii）的自然群体进行了大格局的取样，利用叶绿体遗传变异和统计谱系地理学方法研究了栲树的分子谱系地理。研究结果显示在东西方向上，栲树群体发生了两次显著的分子谱系分化。西部的分化发生较早，大致沿着我国第二阶梯和第三阶梯的分界线，而东部沿武夷山脉的分化发生较晚。两次谱系分化的发生时间与我国云贵高原和武夷山脉快速剧烈的隆升时间相吻合。研究还显示栲树在我国西部、中部和东部地区都曾有过群体收缩和扩张历史。利用EST-SSR分子标记和群体遗传学分析来寻找选择作用留下的遗传印记，并进一步利用气候因子和等位基因频率的关联分析来验证温度和降水梯度对栲树群体遗传结构的影响。研究结果发现温度和降水，特别是最暖月份和最暖季度温度以及最冷季度降水对栲树群体遗传结构有重要影响。利用叶绿体序列变异、核基因组序列变异研究了我国亚热带地区米锥两变种的分化。通过两个变种生态位分化分析，对多个地质历史时期(最后冰期、中全新世、现今)物种分布模型的构建，以及各种进化场景的统计检测，我们揭示了米锥在东西方向上的遗传分化以及两变种异域隔离后的二次接触，位于我国亚热带中部地区的米锥群体是两变种杂交渐渗的结果。基于多基因序列的系统发育重建显示，藜蒴自然群(包括Castanopsis fissa, Castanopsis calathiformis, Castanopsis cerebrina)是一个支持率很高的单系。但罗浮栲自然群的种间关系还不明晰。