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舟山新木姜子Neolitsea sericea (Bl.) Koidz]是东亚岛屿特有分布的常绿植物类群,具有重要的生态、经济价值,由于资源量有限,已经被列为是国家二级重点保护植物。舟山新木姜子为典型的雌雄异株,虫媒传粉植物,种子为鸟类传播。它分布于中国舟山群岛、台湾兰屿岛、琉球群岛、日本本岛和朝鲜半岛的沿海地区及其附近岛屿。因此,舟山新木姜子是探究晚第三纪/第四纪以来物种谱系地理结构与陆桥地质结构变迁以及海平面变化关系的一个非常理想的研究对象。本文首次分析了舟山新木姜子的转录组,开发了其EST-SSR标记。通过EST-SSR核基因ITS与叶绿体DNA序列标记分析了61个居群的谱系分化与遗传多样性,并研究了其间断分布地理式样的形成原因,阐明了舟山新木姜子在东亚的居群动态历史。得到的主要研究结果如下:(1)转录组分析与EST-SSR引物开发通过Illumina 2000测序平台对舟山新木姜子进行了高通量转录组测序,运用de novo从头组装方法,获得68,624个unigene(平均长度为733 bp),其中有41,130个unigene在公共数据库中被注释。在所有的unigene中共检测到13,213个EST-SSRs,其中,去除长度小于16 bp、侧翼序列不足够长的序列,最终成功设计了1,191对引物。我们在1,191对引物中随机挑选合成了131对引物来检测其多态性,共检测到10对具有多态性的EST-SSR引物(其中3个为选择性位点,7个为中性位点),并将其用于本研究舟山新木姜子居群遗传多样性、遗传结构的分析。(2)基于EST-SSRs的遗传多样性和遗传结构分析本研究利用10个EST-SSR标记和7个中性EST-SSR标记对50个舟山新木姜子居群进行遗传多样性与遗传结构分析。研究表明,舟山新木姜子的遗传多样性与纬度具有显著的相关性(r=-0.0906;P<0.05),即居群遗传多样性随纬度的升高而降低。S TRUCTURE分析显示舟山新木姜子居群在Tokara Gap南北两侧分化为南部和北部谱系。其中北部谱系又分化为中国舟山-韩国-九州和四国-本州两个次级谱系,日本本岛南部地区具有2个次级谱系,而北部地区仅检测到1个次级谱系,BAYEASS分析显示,谱系间具有南北向不对称的当代基因流。(3)基于核基因ITS与叶绿体DNA序列变异的遗传多样性分析利用核基因ITS和叶绿体DNA标记,选取61个舟山新木姜子居群进行了单倍型谱系关系和居群遗传多样性研究。基于居群水平的ITS序列,检测出2个变异位点,获得了3个ITS单倍型。以Tokara Gap为界,舟山新木姜子的ITS单倍型分为南北两个谱系。单倍型系统发育分析与祖先分布区重建的结果显示,舟山新木姜子祖先分布区在南部谱系,即琉球、台湾是舟山新木姜子在东亚的起源中心,后向北方的中国舟山群岛、日本本岛和韩国地区扩张。基于居群水平的cpDNA序列,4个叶绿体片段(psbA-trnH、trnL-trnF、psbC-trnS、rps16)检测出17个变异位点,获得20个cpDNA单倍型。单倍型地理分布与TCS网络图显示,以Tokara Gap为界同样可以将其划分为南北2大谱系。叶绿体水平的居群遗传多样性随纬度的升高而降低(r=-0.05;P<0.05),日本本岛南部居群的cpDNA遗传多样性高于北部。(4)生态位模拟与居群进化历史研究生态位模型分析表明,末次盛冰期时期,在日本本岛北部舟山新木姜子适宜生境大量丧失,而在日本本岛南部及中国东海陆桥岛屿其分布区却有所增加。2080年时的舟山新木姜子生态位模型分析显示,该物种在中国大陆、台湾、韩国及日本未来潜在的适宜分布区将丧失约60%。综合以上研究结果表明,舟山新木姜子在历史时期发生了由南向北的迁移,Tokara Gap地理隔离是其南北谱系分化的根本原因,结合cpDNA和EST-SSR两种标记数据进行联合IMa分析,揭示了南北两个遗传谱系的分化时间约为0.3Ma (95% HPD区间:0.07-1.1 Ma)。更新世末期间冰期海平面上升导致了该物种在舟山、日本本岛以及韩国呈现间断分布的地理式样。日本本岛南部地区为舟山新木姜子冰期避难所,而冰后期发生了由南向北的迁移。综上所述,基于叶绿体、核基因DNA序列以及SSR多个标记的居群遗传变异分析,并结合生态位模拟以及古地质资料,为更深入揭示舟山新木姜子遗传多样性、谱系分化以及居群进化历史提供了坚实的基础,也为其遗传资源的保护提供了理论基础。