中国-日本-朝鲜间断分布植物天竺桂的谱系地理学研究

Southeast China, southern Japan, southern Korean Peninsula is hotspot region of species richness and endemism in the East Asia area. Quaternary glacial dramatic climatic fluctuations affected the species distribution in this region, plant distribution changed with glacial climate fluctuation. During the resettlement process, accompanying species distribution area contraction, fragmentation and height change, species genetic components will change. This project select the evergreen species- Cinnamomum japonicum Sieb. distributed in this region as the research object, using "phylogeography" principle and method to detect genetic structure in its modern distribution , and then speculate the possible glacial refugia and postglacial migration routes using DNA sequencing through the combination of ancient climate data. It's important reference significance and scientifical value of the implementation of this project to study species formation distributed in China - Japan - Korea area, and explore the whole East Asia flora distribution pattern formation, evolution and the development of conservation biology strategy.

中国东南部、日本南部、朝鲜半岛南部是东亚地区植物物种丰富性和特有性的研究热点地区。第四纪冰期发生的剧烈气候波动对这一地区的物种分布产生了巨大的影响，植物的分布范围随着冰期气候波动而不断发生变化。在再定居的过程中，伴随着物种分布区的收缩、片断化和分布高度的改变，物种的遗传组成也会发生变化。本项目运用 "亲缘地理学"的原理和方法拟选取分布在这一区域的常绿乔木天竺桂(Cinnamomum japonicum Sieb.)为研究对象，通过运用DNA测序的手段，检测所选代表种在其现代分布区内的遗传结构（基因世系）式样，并结合古气候资料，推测其可能存在的冰期避难所以及冰期后的迁移路线。本项目的实施对研究中国-日本-朝鲜这一区域分布的物种形成规律、探讨整个东亚植物区系分布格局的形成、演变以及制定保护生物学策略具有重大的参考意义和科学价值。

摘要：本项目对中国-朝鲜-日本间断分布的常绿物种天竺桂(Cinnamomum japonicum)进行了亲缘地理学研究。本项目共搜集了25个天竺桂居群356份样品，包括我国浙江、福建、安徽、江西、台湾、朝鲜半岛及日本等地。我们从23对常用叶绿体引物中筛选出3对有变异位点的引物（trnH-psbA，petG-trnP，trnS-trnG），并对25个居群230个样品进行了全面的测序分析。天竺桂在物种水平具有高的遗传多样性（Hd= 0.863），居群间具有强烈的遗传分化(FST =0.7582)。天竺桂的谱系分化显著，呈现出两大地理区域，即西部分支（包括中国华东地区大陆分布居群）和东部分支（中国舟山群岛、台湾、韩国济州岛、日本群岛分布居群）。冰期时路桥的开放与冰期后岛屿的隔离对遗传多样性与遗传结构及谱系分化有不同程度的影响。此外，我们对分布在舟山群岛及邻近岛屿的8个居群170个样品进行了AFLP分析，结果表明天竺桂在居群水平上具有较低的遗传多样性(多态位点百分数(P)平均为36.5%，Nei's (1973)基因多样性( h)平均为0.1096，期望杂合度 (Hj) 平均为0.1406)。居群间具有强烈的遗传分化(FST =0.5793)。岛屿隔离以及有限的基因流是导致这一结果的主要因素。以上研究对岛屿隔离对遗传结构的影响以及对理解中国-日本-朝鲜这一区域物种的形成历史具有重要参考意义。