樟科濒危植物油丹的谱系地理学及古气候指示

Alseodaphne hainanensis Merr. (Alseodaphne Nees, Persea group, Lauraceae), narrow-ranged evergreen trees, is the second-class national protected plant. The independent origin, well-resolved phylogeny, as well as exact distribution areas and relatively abundant fossil records, make A. hainanensis the ideal material for the study of regional paleoclimate change. In the proposed project, a phylogeographic study of this endangered species will be carried out by using multiple DNA markers (cpDNA regions and low-copy nuclear genes). The phylogeography of A. hainanensis will be investigated based on its phylogeographic structure, as well as fossil records and paleoclimatic data. This will provide solid evidence for the study of paleoclimate change, in the tropical-subtropical regions south of the Yangtze River, from late Tertiary to the present. By assessing the population genetic structure of A. hainanensis, evolutionarily significant units will be defined, and key conservation areas will be chosen. This will provide theoretical support for its wild resource conservation and sustainable utilization.

油丹（Alseodaphne hainanensis Merr.），樟科鳄梨属群油丹属常绿高大乔木，分布区狭窄，为国家二级濒危重点保护野生植物。该物种起源独立，系统发育关系清晰，加之明确的现今分布区域以及较为丰富的化石记录，使其成为研究区域性古气候变化的理想实验材料。本项目计划选取多个叶绿体DNA片段和低拷贝核基因作为分子标记，针对油丹开展全面、深入的谱系地理学研究。通过分析油丹的谱系遗传结构，结合化石证据和古气候变化事件，探讨该物种谱系地理格局的历史演化，从而为研究我国长江以南热带-亚热带地区自第三纪晚期以来的古气候变化过程提供确实的证据支持。同时，通过对油丹居群遗传结构的分析，确定进化显著性单元，揭示保护关键区域，为该濒危物种野生资源的保护和持续利用提供准确的理论指导。

本研究利用基于第二代测序技术的RAD-seq提供的序列数据，开发SNP标记，对油丹的居群遗传多样性，居群遗传结构，空间遗传结构以及种群动态等方面进行了研究。来自12个油丹居群的72个个体序列平均Clean reads数为10429752个，平均测序深度为18，在72个个体的序列中共获得81443个SNPs。基于所有SNP位点分析，油丹居群的核苷酸多态性指数（Pi）为0.1255~0.1400，居群间的分化系数（Fst）为0.0185~0.2261。对油丹的遗传结构分析表明，油丹居群可以明显划分为两组，来自海南岛西南部的2个居群（JFL01，JFL02）为一组，来自海南岛中部的其余10个居群为另一组，居群间的遗传距离和地理距离为显著正相关（r=0.8874，p<0.001），居群间的基因流十分有限。在分组水平上对油丹居群进行AMOVA分析表明，9.93%的遗传变异存在于组间，组内居群间遗传变异为0.95%，居群内遗传变异为89.12%，绝大部分遗传变异存在于居群内部。瓶颈效应检测结果表明，仅有WZS02居群可能经历过瓶颈效应，其余居群均没有经历过明显的缩小和扩张。基于以上研究结果，推测油丹目前所表现出的居群数量较少，居群遗传多样性偏低和居群间基因流十分有限等特征主要是人为干扰造成的生境缩小和破碎化所致。建议首先开展就地保护工作，优先保护遗传多样性高的居群，如DLS01、DLS02、JFL01和JFL02居群。同时，由于油丹居群间基因流十分有限，建议对其采取迁地保护措施，对各个居群进行大规模取样，采用不同居群间的混合繁殖和相互移植的方法，以促进其基因流交流并提高油丹整体的遗传多样性水平。