云南松天然群体遗传变异空间格局及形成机制研究

Pinus yunnanensis Franch. is a endemic pioneer species for forestation in southwest China and played an extremely important role in the development of the regional economic and the construction of the ecological environment. But the germplasm resources were decreasing rapidly in present situation. Therefore, it is urgent to analyze, evaluate and protect the existing resources. The population structures of Pinus yunnanensis were studied in many ways. But the comprehensive researches of the genetic structure were deficient, and the forming mechanisms of the genetic variation spatial pattern were not discussed in further level. In present research, Microsatellite (SSR) marker will be applied combination with morphological characteristics. The level and spatial pattern of the genetic diversity of the natural population will be analyzed. The relationship will be explored between genetic structure and environment factors including ecological factors and meteorological factors come from the GIS platform application and soil factors come from the observed data. The effect of the various factors will be discussed in the forming of the spatial pattern of the genetic diversity. The forming mechanism of the spatial pattern of the natural population will be revealed and the protection strategy will be put forward for Pinus yunnanensis. The results will provide scientific information and basis for the construction of the core germplasm, the determination of the genetic diversity center and the formulation of the sustainable utilization measures.

云南松（Pinus yunnanensis）是我国西南山地的特有种，在区域经济发展和生态环境建设中起着极其重要的作用。目前云南松林分中优良遗传资源正在急剧减少，迫切需要对现有资源进行遗传分析、评价与保护。云南松种群结构方面已经展开多方位的研究，但尚未涉及系统的遗传结构研究，也缺乏从更深入的层次探讨群体遗传变异空间格局形成机制。本项目应用微卫星（SSR）标记，结合形态指标以及环境因子、生态因子和气象因子等，研究云南松天然群体遗传变异的大小及空间格局，阐明云南松天然群体的遗传结构，分析遗传结构与环境及地理分布之间的关系，探讨各因子在云南松群体遗传结构空间格局形成中的作用，揭示云南松遗传变异空间格局的形成机制，并提出相应的保护策略，为云南松核心种质的构建、遗传多样性中心的确定、可持续利用措施的制定提供基础资料和科学依据。

云南松（Pinus yunnanensis）是我国西南山地的特有种，在区域经济发展和生态环境建设中起着极其重要的作用。本项目基于表型性状和SSR分子标记的分析，选取不同分布区域、不同海拔梯度的群体为研究对象，就云南松群体遗传多样性水平、群体间和群体内的遗传变异特点、遗传多样性分布格局等进行了研究。.云南松针叶和球果等表型性状在群体间和群体内均存在极显著差异，变异丰富，群体间不同性状的变异系数存在波动，以分布区南端群体较高；不同海拔梯度中以低海拔群体表型变异较丰富，但无显著的海拔梯度变异规律。SSR分子标记分析表明云南松群体遗传多样性在松属中处于中等水平，以分布区南端群体较高，但群体间差异并不显著。云南松不同群体间的表型分化较低，SSR分子标记分析进一步表明云南松群体间遗传分化较低，遗传变异主要存在于群体内，群体间的基因流比较强，无明显的遗传结构。.云南松针叶性状及其SSR遗传多样性指标与地理、气象和土壤因子间存在一定相关关系，表现为低纬度、低海拔、温暖的环境下遗传多样性丰富；球果性状与地理、气候、土壤因子间的相关性较弱，不存在明显的地理变异趋势；不同海拔梯度群体间的表型性状和SSR遗传多样性指标与土壤因子、海拔差异间均未检测到显著相关；群体间的遗传距离与地理距离相关性不明显，群体遗传距离的地理变异方式较弱，不存在明显的地理隔离，与生态因子间的关系也未达到显著水平，即生态隔离的作用也不明显，但生态隔离的作用高于地理隔离的作用，表明地理、气候和土壤因子等生态因子分异对云南松群体间的分化有一定的影响。.鉴于云南松的遗传变异主要存在于群体内，应尽可能实现优势群体遗传资源的整体保护，或从群体中选优迁地保护；考虑云南松生态环境差异引起群体遗传分化的作用大于地理距离引起的差异，应在不同地理区域选择一定数量的群体进行原地保护，其中应优先选择分布区南端遗传多样性高的群体。此外，应充分考虑高纬度、高海拔等极端条件下群体的遗传资源保护，保留拓展云南松栽培范围以及适应性研究的有利材料。基于云南松群体遗传变异的特点及其分布格局，以云南松遗传多样性保护为核心，确定了云南松主分布区的遗传多样性保护单元。