东亚孑遗植物柳杉属的遗传分化及其种群进化历史

作者：李鑫玉; 王敏求; 袁美灵; Saneyoshi Ueno; 武星彤; 蔡梦颖; Yoshihiko Tsumura; 文亚峰^*

来源：林业科学, 2022, 58(06): 66-78.

• 柳杉属
• 遗传分化
• 遗传结构
• 种群历史动态
• 微卫星标记

【目的】研究解析东亚地区柳杉属树种的遗传变异格局与种群分化，模拟其种群历史动态，为东亚植物区系演化研究和柳杉遗传资源保护提供科学依据。【方法】基于14个核基因组微卫星标记(nSSR),检测来自中国和日本共18个天然(或古树)种群的遗传变异，分析其遗传分化水平和模式，利用DIY ABC模拟其种群进化历史。【结果】柳杉属表现中等程度的遗传多样性(Ho=0.472,He=0.488),种群间具有较高的遗传分化(FST =0.136)。分子方差分析(AMOVA)结果显示，遗传变异主要来自种群内的个体间，种群内遗传变异占总变异的86.37%(P<0.001)。与地理来源一致，STRUCTURE与DAPC分析将柳杉属树种分为柳杉和日本柳杉2个地理种群，以及中国东南部、中国庐山、日本海沿岸和太平洋沿岸4个谱系。柳杉的遗传多样性(Na =4.571,Ho =0.442)低于日本柳杉(Na =4.634,Ho =0.510),但种群间存在较高的遗传分化。DIY ABC模拟结果显示，柳杉与日本柳杉的种群和谱系分化发生在11万～34万年前。【结论】受第四纪第三次冰期(庐山亚冰期)影响，柳杉属树种的种群数量迅速减少，退缩至中国东南部和日本西南部避难所，最终分化成柳杉和日本柳杉，分化后的种群有各自独立的进化路线。第四纪气候变化、地理隔离和全新世以来的人为干扰是柳杉属遗传变异格局形成的主要原因。与日本柳杉相比，柳杉资源丰富，但其遗传多样性较低，天然林种群受到严重破坏，亟待有效的科学保护。

• 单位
  中南林业科技大学