【摘 要】
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多倍化为物种多样性和适应环境提供了重要驱动力。柳兰（Chamerion angustifolium）,柳叶菜科柳兰属,广布于北温带和寒带地区。目前发现柳兰有同源四倍体、六倍体以及少数稀有细胞型分布,以柳兰为研究对象针对不同细胞型间的相互作用、表型分化和多倍化机制等方面开展了初步探究。但关于多倍化对柳兰种群适应性影响层面:多倍体复杂分布格局形成原因?多倍体生态适应的分子机理是什么?仍存在自然样本量不
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多倍化为物种多样性和适应环境提供了重要驱动力。柳兰（Chamerion angustifolium）,柳叶菜科柳兰属,广布于北温带和寒带地区。目前发现柳兰有同源四倍体、六倍体以及少数稀有细胞型分布,以柳兰为研究对象针对不同细胞型间的相互作用、表型分化和多倍化机制等方面开展了初步探究。但关于多倍化对柳兰种群适应性影响层面:多倍体复杂分布格局形成原因?多倍体生态适应的分子机理是什么?仍存在自然样本量不充足,缺乏基因组和宏观生态数据解释的问题。本研究以柳兰为研究材料,利用GBS简化基因组测序手段,对柳兰33个种群309个样本进行分析,结合群体基因组学和景观基因组学探究多倍化对柳兰种群分化和适应性的影响,结果如下:（1）柳兰33个种群通过流式细胞术检测,鉴定到了10个二倍体种群,16个四倍体种群和7个六倍体种群。对柳兰309个样本进行GBS简化基因组测序,经过数据分析处理最终得到29,078个高质量变异位点;（2）柳兰群体整体遗传多样性水平较高(00))=0.0418,=0.1441,=0.0445)。柳兰不同倍性种群间的遗传多样性对比显示,核苷酸多样性指标均值（）六倍体（0.0468）最大,其次四倍体种群（0.0452）,二倍体种群（0.0417）最小,但不同倍性间的核苷酸多样性差异并不显著。当=2时为最优分组,柳兰种群可以大致分为北部聚类群和南部聚类群,PCA分析从南部聚类群中区分出了新疆地区种群。柳兰种群不同分组间的AMOVA分析,柳兰33个种群中,不同群体间的遗传分化较小;基于高低海拔分组的种群间遗传分化和不同倍性分组柳兰种群间的遗传分化均较弱;（3）柳兰种群生态位模拟结果表明,影响柳兰潜在分布区的气候因子中,年平均温度（45.1%）、最暖月最高气温（29.1%）和年平均降水量（16.6%）环境变量所占贡献最大。柳兰的适生区主要在东北、华北、西南和西北地区的山地区域中,不同倍性的柳兰潜在分布区存在差异;（4）梯度森林结果表明,气候环境变量重要性排序中,年平均气温、降水量季节变化、气温平均日差和年降水量对柳兰群体等位基因频率的影响较大。种群遗传变异沿环境梯度的累积重要性显示,柳兰二倍体种群,降水量季节变化在100至110,最冷月份的最低气温在-22℃至-20℃之间;四倍体种群,年平均温在0℃至1℃,最暖月最高气温22℃至24℃之间;六倍体种群,年平均温在2℃至3℃,年降水量在350mm至400mm之间,降水量季节性变化在95至100之间,等位基因组成变化剧烈。综上,研究表明多倍化提高了柳兰种群的遗传多样性,驱动了柳兰对不同环境的适应。不同倍性的柳兰种群形成了独特的温度、降水环境因子适应策略——多倍体柳兰种群可以适应更温暖、更湿润的环境,进一步揭示了多倍化对于生物进化的重要意义。
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