孑遗植物桫椤的适应性种群分化研究

以孑遗蕨类植物桫椤（Alsophila spinulosa (Hook.) Tryon）为对象，采用表型/物候观测、SSR及EST-SSR分子标记分析和DNA测序等方法，通过综合对比表型和分子变异的所得结果研究自然选择对桫椤种群分化的影响程度和方式。将检测表型/物候性状的变异式样，估测性状的广义可遗传性，揭示表型变异在种群间的分配状况；比较种群间的EST-SSR多样性差异，鉴定经受选择作用的EST-SSR位点以及和这些位点紧密关联的基因的功能和类别，探讨选择扫掠对种群分化的作用；在种群水平研究候选基因的功能性变异和分化，剖析单核苷酸多态性（SNP）的梯度变异式样并进而分辨作出局部适应性响应的SNP。研究桫椤的适应性种群分化将为其保育实践，尤其是迁地保护，提供重要的理论依据。

以孑遗蕨类植物桫椤为对象，采用分子标记分析和DNA测序技术，结合表型/物候观测、研究了桫椤自然种群的适应性遗传分化。获得的主要结果有：1）利用FIASCO法成功开发出桫椤SSR标记，并将之用于种群遗传变异的检测；2）叶绿体SSR分析结果显示，桫椤保留有较丰富的遗传多样性，遗传变异主要分配在种群内; 3）鉴定出偏离座位，揭示了叶绿体DNA变异在种群适应性分化中的作用；明确了叶绿体SSR变异和表型性状变异的关联；4）对分子标记数据进行性状相容性分析发现，桫椤各种群具相似的遗传变异水平；对于大多数种群，有性重组是遗传变异的主要来源，但也有少数种群的遗传变异多来自体细胞突变；繁殖方式的改变未使种群的遗传组成产生显著差异；5）测定了桫椤的叶绿体基因组全序列、阐明了蕨类叶绿体基因组rpoB-psbZ区的进化动态、明确了蕨类植物psbA、CVNH及NEO等重要功能基因的适应性进化和共进化式样，为种群水平的研究奠定了基础；6）研究了桫椤近缘植物的种群遗传变异，并进行了空间自相关分析。特别需要指出的是，还根据本项目得到的种群遗传研究结果对桫椤的保育方案提出了具体建议。上述研究结果发表在PLoS ONE、BMC Plant Biology、BMC Evolutionary Biology、Biology Direct、 American Journal of Botany、Australian Journal of Botany、Biochemical Systematics and Ecology及 Journal of Systematics and Evolution 等SCI国际重要学术刊物，被国内外其他研究组多次引用。