报春苣苔属植物分子生物地理研究

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报春苣苔属(Primulina)隶属于苦苣苔科(Gesneriaceae),长蒴苣苔亚科(Didymocarpoideae),是一个典型的喀斯特特有植物类群。报春苣苔属植物的分布中心位于中国南方喀斯特的石灰岩地区,该区域地势地貌复杂、生境丰富多样。本研究采用5个叶绿体基因间隔区片段、1个核糖体DNA标记ITS序列和5个单拷贝核基因对报春苣苔属113个物种重建系统发育树,旨在理清报春苣苔属植物种间的系统发育关系,帮助新种植物的鉴别与分类地位确定。在系统发育关系的框架下,继续使用4个叶绿体基因间隔区片段和1个单拷贝核基因对报春苣苔属113个物种的168个群体开展分子生物地理学研究,旨在揭示报春苣苔属植物物种分化的地理格局,探讨报春苣苔属植物物种形成的驱动机制。  主要研究结果如下:  1、5个叶绿体基因间隔区片段的数据重建报春苣苔属植物的系统发育树得到3个主要的支系,但每个支系内部很多物种形成并系。核基因数据重建的系统发育树形成5个主要的支系,分辨率更高,仍然存在部分支系分不清的情况。结合两组数据重建系统发育树形成4个完整的支系,基本可以区分113个报春苣苔属的物种,只是少数支系的支持率不够高(<50%)。  2、报春苣苔属植物群体遗传多样较低,168个群体中,叶绿体数据仅有42个(25%)群体存在群体内多样性;而核基因数据有97个(58%)群体存在群体内多样性。分子方差分析表明绝大部分遗传变异存在于支系间和支系内物种或群体间,群体内个体间变异极低。  3、叶绿体数据共获得214个单倍型,核基因数据共获得265个单倍型,单倍型网络图结果显示单倍型之间遗传突变步数和缺失单倍型较多,表明单倍型之间遗传差异较大。同一物种的不同单倍型大致聚在一起,叶绿体数据的物种间共享单倍型很少,所有物种或群体都形成高度特有的遗传结构;而核基因数据的物种间具有一些共享单倍型。叶绿体单倍型系统发育树大致可以按物种的系统发育关系形成几个支系,核基因单倍型系统发育树也能形成物种系统发育树中部分的支系,单倍型关系基本遵循物种系统发育关系。  4、通过系统发育距离(遗传距离)与地理距离的关系进行Mantel检验,结果表明报春苣苔属植物大部分支系具有显著的地理隔离模式。  5、通过生态位模型推断出报春苣苔属植物在第四纪末次盛冰期存在两个潜在的避难所。一个是使用CCSM4模型推断出的主要位于广西南部及广东西南角的区域。另一个是使用MIROC模型推断出的主要位于南岭地区和江西中部地区。
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