珍稀濒危树种崖柏的保护遗传学研究

Thuja sutchuenensis Franch. is a critically endangered forest tree species endemic to China and narrowly distributes in Chengkou and Kaixian nature reserves of Chongqing, China. Although two previous studies have revealed high level of genetic diversity and low genetic differentiation among populations, the population dynamics and evolutionary history of this species remain unknown, including the factors affecting the population genetic structure and its process of population established. Thus, a scientific basis for the conservation and recovery of T. sutchuenensis needs to be provided. In this study, the paternally inherited chloroplast DNA makers and biparental inherited nuclear DNA markers will be used to investigate its nucleotide diversity, population genetic structure, demographic history, process of population established and its affecting factors. Also species ecological niche models will be used to predict its potential distribution area under the current and future climates. And finally, the conservation strategy for T. sutchuenensis will be proposed based on above results.

崖柏是中国特有的珍稀濒危树种，仅分布在中国重庆城口县和开县的自然保护区内，前人RAPD 标记的两例遗传学研究表明，崖柏种内遗传多样性水平丰富，群体间的遗传分化较小，但迄今对该树种群体的动态变化过程及物种的进化历史仍缺乏了解，包括影响群体遗传结构的因素以及群体的建立过程等，因而对如何有效地保护和恢复崖柏群体仍缺乏科学依据。本研究拟利用谱系地理学的分析方法，通过父系遗传的叶绿体标记和双亲遗传的核基因标记的序列分析，对崖柏进行保护遗传学研究，探讨崖柏在 DNA 水平上的多样性、群体遗传结构、动态历史、建立过程及影响其群体遗传结构的各种因素，并利用物种生态位模型模拟崖柏潜在分布区，预测全球气候变化背景下其未来分布区。在此基础上，提出保护和恢复崖柏群体的具体策略和措施。

崖柏是中国特有的珍稀濒危森林树种，1899年被首次发现，后 “绝迹”100多年，于1999年10月被再次发现。在此之前，无人知道崖柏的确切分布范围及生境条件，只知道标本采集地的大概位置。崖柏被重新发现后，虽有学者围绕崖柏的生态学、生物学和遗传学等开展过调查和研究，但资料多局限于对崖柏少数分布点的考察结果，并未完整的覆盖崖柏现有的分布范围。分布范围的不完全覆盖，不仅会影响对崖柏生境描述的准确性，同时也会影响遗传多样性的水平和分布格局。基于此，本研究在充分调查崖柏现有分布点的基础上，对其分布范围和生境特征做了完整描述、通过物种生态位模型对其历史条件下、现在及未来气候条件下的分布范围做了模拟和预测，并在充分的野外取样的基础上，通过分子生物学的手段，开展了崖柏的保护遗传学研究。明确了崖柏的现有地理分布及生境特征、揭示了全球气候变化大背景下崖柏分布区的变迁过程，探讨了崖柏的遗传变异式样、群体遗传结构、动态历史、建立过程及影响其群体遗传结构的各种因素。并在此基础上，提出了保护和恢复崖柏群体的具体策略和措施，为崖柏个体的大规模的回归及部分个体的迁地保护提供了理论支持。