东亚- - 北美间断菰属的比较谱系生物地理学研究

东亚- - 北美洲际间断一直以来植物学家和生物地理学家所关注的焦点之一。近二十年来，随着分子系统学的发展，对很多间断分布的属都进行了系统发育重建和生物地理分析，了解了这些间断类群的起源地、洲际间断分化时间、历史迁移路线等，但是对洲际间断分布格局形成后在2个大陆各自的分化过程和进化历史却知之甚少。本项目选取间断分布的菰属为研究对象，利用叶绿体基因片断和单拷贝核基因序列，进行比较谱系生物地理学研究。本研究通过比较菰属在东亚和北美大陆的遗传多样性水平、群体遗传结构和基因谱系的地理分布格局，揭示菰属在东亚和北美各自的分化过程和进化历史以及第四纪冰期对2个大陆的不同影响，为其他间断类群的研究提供重要参考和依据，也进一步加深了人们对东亚- - 北美洲际间断的全面理解和认识。

东亚-北美洲际间断一直以来是国内外植物学家和生物地理学家所关注的焦点之一。近二十年来，随着分子系统学的发展，对很多间断分布的类群都开展了系统发育重建和生物地理分析，对其起源地、洲际间断分化时间、历史变迁路线等有了一定的了解，但是对洲际间断类群随后各自在2个大陆的进化历史却知之甚少。.本研究选取东亚-北美洲际间断分布的菰属为对象，包括了东亚的菰和北美的水生菰、沼生菰和得克萨斯菰，共采集了45个东亚居群244个体和41个北美居群268个个体，利用叶绿体基因片断（rpl32-trnL、rps16-trnK 和rps16）和微卫星标记进行比较谱系生物地理学研究，比较菰属在东亚和北美大陆的遗传多样性和基因谱系分布格局，加深人们对东亚-北美洲际间断的理解和认识。.叶绿体基因片段的结果：共有26个单倍型，其中22个出现在北美群体中，仅有4个出现在东亚群体。三个广布种水生菰、沼生菰和菰各自的居群间存在着显著的遗传分化，其FST值分别为0.710、0.661和0.760。菰的遗传多样性（pi = 0.00009）低于水生菰（0.00120）和沼生菰（0.00211），也低于北美大陆的群体（0.00245）。这三个广布种不存在明显的谱系地理结构，失配分布和中性检验也表明没有经历近期群体扩张。.微卫星位点的结果：菰的遗传多样性（HE = 0.371）要低于北美的菰群体（HE =0.606）。三个广布种水生菰、沼生菰和菰的居群间存在着明显的遗传分化，其FST值分别为0.598、0.466和0.610。STRUCTURE分组的结果表明这三个广布种不存在明显的谱系地理结构，遗传距离相近的居群并不分布于相近的地理区域。.通过本研究，发现东亚的菰遗传多样性明显低于北美的菰，东亚和北美的三个广布种居群间存在着显著的遗传分化，菰属的北美起源、种类的不同生活史、以及冰期对东亚和北美大陆不同的影响是造成菰属在东亚和北美大陆不同进化历史的原因。