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物种群体遗传变异的地理分布模式和群体分化历史研究,可以解析过去山脉隆升引起的地理隔离和冰川发育所引起的气候动荡等地质、气候历史事件对物种形成具体进化过程的影响。华山松是我国中西部地区分布的特有松属植物,隶属于松属(Pinus)单维管束松亚属(Subgen.Strobus)五针松组(Sect.Cembra),是我国主要的造林树种和森林更新树种。华山松、红松、偃松和乔松同属五针松组的四个近缘物种,但它们在生存环境、自然地理分布区上呈现出明显的隔离,在形态学、木材解剖以及细胞学方面也各有其特征。本文通过采用不同进化尺度的基因标记研究了华山松的群体遗传多样性和遗传结构,评估了群体间的基因流,进而探讨了导致华山松种内分化的地理和环境隔离因素。同时,还采用六个核基因座位研究了华山松及其近缘种红松、乔松和偃松的核苷酸多态性和物种形成历史。主要结果如下：采集华山松自然地理分布区域内52个群体共696个个体,利用12对SSR标记引物进行PCR扩增,并采用毛细管电泳进行基因分型,对所得数据进行统计分析。结果发现,华山松物种具有较高水平的遗传多样性：He=0.6045,Ho=0.4390,I=1.1224,PPL =0.9167,遗传变异主要存在于地理组间(13.67%)和组内群体内(23.82%)以及个体内(58.04%)。基于Bayesian的STRUCTURE聚类和PCA分析结果表明,华山松种内群体可以明显的分为三个地理亚组：包括从四川省理县向东,集中分布于中国中部的群体形成的一个大的族群；以及四川西南部和云南的群体形成的一个族群,和西藏东部和云南西北部的群体形成的一个族群。同时,单拷贝核基因(scnDNA)和叶绿体基因(cpDNA)标记的分析结果进一步支持华山松种内分成两大遗传支系的结论,尽管没有第三个西藏东部的群组被分离出来。此外,三个核基因座位和两个叶绿体片段的数据结果(Fst)都支持华山松群体间存在强烈的遗传分化(Fst值分别为0.24548、0.24416、0.22603、0.48949和0.50377)。我们同时发现,华山松物种存在着较高水平的核苷酸多态性(cpDNA:Hs=0.373,HT=0.729; scnDNA:Hs=0.771,HT=0.872),这可能与其种内明显的群体遗传分化有关。基于SSR、scnDNA和cpDNA标记的联合数据分析表明,造山运动引起的地理隔离事件可能阻碍了华山松群体间的基因交流,导致种内谱系的异域分化,这一结果也得到了遗传距离和地理距离显著相关性的支持(r=0.633,P=0.01)。同时,我们发现华山松群体间遗传距离和海拔梯度(r=0.536,P=0.01)以及群体间分化Fst和海拔梯度(r=0.534,P=0.01)均存在显著的正相关性,揭示生态环境因素在该物种的种内群体遗传分化中起到重要作用。此外,基于中短期进化历史的微卫星数据以及长期进化历史的核基因和叶绿体基因序列数据的联合分析结果表明,我国青藏高原东南部边缘地区的抬升形成的地理隔离以及气候环境变化等因素导致了华山松自然群体的种内分化,其中地理隔离是造成华山松群体分化的主要原因,伴随着第四纪冰期-间冰期的气候震荡以及不同地理生态环境下群体的适应性进化可能是华山松种内分化的更深层次原因。另外,我们对该物种群体动态历史研究发现,405、ZD、LP、MN、 YY、LS等几个川滇地区的群体曾经历过瓶颈效应,同时核基因数据得到的Tajima’D 和 Fu and Li’s D*和F*均为显著的负值(D=-2.08387*,D*=4.14723**,F*=-4.07633**),表明华山松群体可能经历过扩张事件。物种分布区模拟表明,华山松的适宜分布区在不同时期变化不大,其最适分布区主要集中在中国中部的秦岭地区和西南部云贵高原和西藏东部地区,此外,这些区域的群体遗传多样性较高,而且也集中了大量特有单倍型的存在,因此我们推测这些区域可能是该物种的冰期避难所。随着青藏高原的逐渐抬升,川滇地区气候受影响较大,温度降低,位于此区域的华山松群体遭遇瓶颈,而在间冰期温度逐渐回暖一些,华山松群体发生了近期的扩张事件。我们基于6个单拷贝核基因探究华山松及其近缘种红松、乔松和偃松的核苷酸多态性和物种形成历史结果表明,偃松的沉默位点核苷酸多态性最高πsil=0.00661,乔松最低πsil=0.00175,而红松和华山松介于两者之间,其核苷酸多态性πsil值分别为0.00652和0.00508。群体遗传结构分析表明,遗传变异主要来自于群体内(74.35%),群体间存在着较高水平的遗传分化(Fst=0.576***),推测可能是由于松属物种生存环境的片段化或者其岛屿状分布所致。遗传渐渗分析表明,四个物种间存在着不对称的基因流,偃松和乔松的有效群体大小小于其祖先群体大小,说明这两个物种群体可能经历过瓶颈效应；华山松和偃松关系更近聚为姐妹类群,红松和乔松关系更近聚在一支,大约在1.37百万年时四个近缘物种分化成两个组,紧接下来是华山松和偃松在1.13百万年前发生分化,然后是97万年前红松和乔松的分化,这些结果支持华山松是较早分化出来的较古老的类群。