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胡桃属(Juglans)隶属胡桃科(Juglandaceae),约有21~23个种,为胡桃科内较为进化的属,该属植物在全球分布十分广泛,为欧亚大陆和美洲间断分布植物类群。最早进行胡桃属植物系统分类研究的科学家为Dode,他根据叶和花的形态将胡桃属植物分为黑胡桃组(Sect.Rhysocaryon)、胡桃楸组(Sect.Cardiocaryon)、灰胡桃组(Sect.Trachycaryon)和胡桃组(Sect.Dioscaryon或Sect.Juglans)4个组(Dode L A.1909a;Dode L A.1909b)。这一分组情况在Manning(1978)中也得到相同结果,作者的分类依据是果实和核仁的形态特征(Manning W E.1978)。胡桃组中核桃的研究范相较广泛,对泡核桃的研究资料较少。为了早日弄清楚这二者之间是否存在遗传联系,我们分别对泡核桃(Juglans sigillata Dode)进行了转录组SSRs位点的开发,这为后续基于同一遗传标记对于同域分布的核桃和泡核桃之间的基因流分析做铺垫。另外基于核桃(Juglans regia)的研究现状对于中国整体范围的核桃群体进行谱系地理遗传研究,具体内容包括利用团队从其他几个种中开发得到的EST-SSRs通用引物及17个个体的叶绿体全基因组序列对全国范围内核桃的群体遗传结构和动态历史进行了研究。我们的研究为后续胡桃组植物种质资源的鉴定和开发提供了有利的科学证据。本文通过对泡核桃叶绿体全基因组和转录组的研究及核桃的谱系地理结构研究得出如下结论:(1)泡核桃叶绿体全基因组序列LSC(large single copy)区长度为89,872 bp,IR(inverted region)区长52,072 bp,SSC(short single copy)区长18,406 bp,整个基因组共包括137个注释基因,其中71个唯一的编码区和八个编码区均在反向序列区域重复出现。从头组装后转录组共发现83,112条unigenes,平均长度为686.9 bp。GO注释产生19,718条unigenes。我们基于泡核桃的三个居群(N=48)和胡桃属其他五个种的66个个体的转录组标记开发和叶绿体序列多态性研究中共得到20对EST-SSRs,同时发现在叶绿体分析中7个位点成功扩增并具有多态性。位点水平的等位基因数目范围为3-10。我们开发得到的标记也将为后续泡核桃谱系遗传研究及其与同组物种核桃之间的遗传关系的研究奠定基础。(2)核桃作为一种重要的经济物种,其谱系地理结构受到多方面因素的影响,本实验中我们通过对31个覆盖全国范围的核桃居群,利用23个EST-SSRs位点进行了遗传结构和遗传多样性的研究。同时我们将遗传数据和分布区模拟(SDM)相结合对核桃的动态历史和古时代的分布范围进行了重建。我们的遗传数据表明核桃在冰期的避难所有多个,分别位于中国的新疆省,东部地区,长白山山脉和西南地区。我们的结果发现西部地区的居群为最原始,其与其他地区居群的分化时间大约在2.79 Mya,西南地区的居群和其余的秦岭和白山山脉地区的居群的分化是在大约1.13 Mya。我们同时还发现在不同家系的居群发生过杂交事件。在过去的五个世纪中,中国东北部核桃居群发生了扩张。核桃在中国的分布范围也由于第四纪气候波动引起的避难所的扩张和收缩及人类的贸易活动共同影响。