黄山梅为东亚地区特有的多年生草本植物,在中国、韩国及日本岛屿(CKJ地区)间断分布,目前居群分布范围和居群内个体数目都很小,处于严重濒危状态。黄山梅为第三纪孑遗植物,其现在的遗传结构和地理分布受第四纪冰川影响很大。本研究利用ISSR分子标记和叶绿体cpDNA atpB-rbcL内含子序列数据分析现存的黄山梅居群遗传结构与亲缘地理。 研究结果表明,黄山梅具有较高的遗传多样性水平(物种水平PPF=92.13％,h=0.8045,π=0.002266;居群平均PPF=49.60％,h=0.6577,π=0.001455)。检测到黄山梅群体中,遗传变异主要存在于居群内(ISSR分析为55.97％；cpDNA分析为58.67％),但居群间、地区间已经发生了相当程度的分化。在地理分布上,多样性中心位于日本四国Ishizuchi一带和中国天目山一带。韩国居群的遗传多样性明显低于中国和日本居群。 通过UPGMA聚类和PCoA分析方法对ISSR条带的二元矩阵进行分析,结果表明,黄山梅不同居群在遗传上分为三个独立的组：中国、日本和韩国,中国与日本居群在遗传上更为接近。叶绿体单倍型的TCS网络图显示：黄山梅的居群可以分为两个地理组,韩国(BU)和中国-日本(TM,HS及KC)。揭示了韩国居群的分化较早,结合其它研究,认为可能已分化为一个独立的分类单位。 cpDNA单倍型关系呈现明显的“星状”关系,各稀有单倍型分别与内部的祖先单倍型H1、H2相连,H1为中国和日本居群共有,H2为韩国居群所有。根据黄山梅的居群遗传变异分析,同时结合地质事件,我们推测,中、韩、日三个地区间的黄山梅居群可能由各自的避难所独立演化而来,即在冰川期原本连续分布的祖先退居至中、日、韩三地的温暖山坳中,形成避难所并且各自独立演化至今。 单倍型网络关系和Tajimas D检验均显示黄山梅群体经历了明显的群体扩张过程。在冰川期,黄山梅可能通过连接中国、韩国和日本居群的陆桥进行基因交流。间冰期中国东海海平面升高,将这几个地区隔离开。黄山梅居群可能就在间冰期或冰后期开始分化。 母系遗传的cpDNA和核基因的ISSR分子标记分析均表明,现存的3个地理分布区间出现了明显分化,可以作为3个独立的进化单元(ESU)进行就地保护。