太行花种群历史动态及其亚种分化的研究

太行山位于中国中部，地域位置独特。太行花是太行山的珍惜古特有种，其起源和分化均发生在这一地区。通过母系遗传的叶绿体遗传标记研究太行花群体的谱系地理，结合近缘类群推断亚种衍生情况，以核基因组SSR数据分析进行佐证；应用叶绿体数据估测亚种分化时间，采用多座位核基因SSR标记推测群体大小规模变化，衡量太行花亚种遗传多态性及其分化程度，同时检测亚种和群体间双向基因流。从群体水平上对各种形态、结构指标和生理参数进行测量，比较两亚种的趋异程度，确定亚种分化的关键特征，结合历史动态和遗传多态性，预测其发展趋势；采用同质栽培和人工授粉检验亚种分化，人工育苗回返原生境和异地栽培进行太行花种群规模扩大实验。上述研究结果对探讨黄土高原古气候变化、古气候变化对该地区植物分布、物种形成的影响，以及太行花濒危的历史原因有重要的参考价值，也为这一重要物种的保护提供了理论指导和技术支持。

太行山位于中国中部，地域位置独特。太行花是太行山的珍惜古特有种，其起源和分化均发生在这一地区。通过核DNA和胞质DNA信息，结合形态、结构，生理和同质栽培探讨太行花遗传多态性、群体动态和亚种分化。4个叶绿体片段群体检测获得14个变异位点，组成7种单倍型。H1为两亚种共同拥有单倍型，H2为太行花（THH）特有单倍型，H3,H4,H5,H6和H7则为缘毛太行花(YMTHH)特有单倍型。位于分支中间节点的H3为祖先单倍型，该单倍型仅分布在JG群体，揭示此地区可能是现存太行花起源中心。SSR数据检测到7个群体经历过近期的瓶颈效应,叶绿体序列数据失配分布曲线都为双峰或多峰，也表明太行花没有经历近期的群体扩张。太行花拥有较高的群体遗传多态性，平均预期和观测杂合度分别为0.6382和0.5584。THH和YMTHH遗传上产生了分化，但同时存在着一定程度的基因交流。SSR信息把10个太行花群体聚为两个分支，南部THH群体聚为一支，北部YMTHH聚为另一支。Structure分析也揭示，现存太行花群体有两个祖先来源，分别对应着THH和YMTHH。6个叶绿体片段和5个线粒体片段的变异信息构建出了类似的拓扑结构，所有个体聚成3支，两个YMTHH群体的个体形成一支，3个THH群体的个体形成第二支，其它群体个体则聚成第三支。核DNA和胞质DNA 结果的不一致反映了两种标记遗传和传播方式的差异。THH与YMTHH在叶片、花朵、花粉和种子表观形态均有明显的分化趋势。THH叶片相对较大且趋于狭长，无叶缘毛，但有“长而疏”的叶柄毛；YMTHH叶片相对较小且趋于“心形”，有“短而密”的叶缘毛以及“长而密”的叶柄毛。花瓣长、花柄长、花粉赤道轴、萌发沟长、种子长、平均种子数和种子重量两亚种均呈显著性差异。叶柄长，花粉赤道轴长和花柱长在THH与YMTHH分化中起主导作用。栽培成活后新长出的THH叶片质地硬、较厚、深绿色、叶缘具尖齿、表面附属毛少，YMTHH新叶纸质、较薄、淡绿色、叶缘具圆钝齿、表面附属毛多。THH叶片叶绿素相对含量高于YMTHH，而种子萌发率和幼根生长速率则低于YMTHH。因此，THH和YMTHH在叶片形态上产生的明显分化来自于遗传的差异，而不是可塑性饰变。上述研究结果对探讨黄土高原古气候变化、古气候变化对该地区植物分布、物种形成的影响，以及太行花濒危的历史原因有重要的参考价值。