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华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr.)为我国华北地区特有的落叶树种之一,干形优美,林木生产率高,适应性强,可改善土壤,涵养水源,具有极高的经济和生态价值,是北方植树造林的重要高寒性树种之一。本文以华北落叶松整个分布区的10个天然种群为研究对象,采用AFLP和叶绿体DNA测序两种分子标记,对其遗传多样性、遗传进化和遗传结构进行了研究。在进行AFLP分析时,筛选并采用了6对扩增引物。通过对这10个种群225个个体的分析,共得到了309条谱带,多态性带数为261条,占总带数的84.47%(PPB=8447)。进一步分析显示,检测到的等位基因(Na)为1.8447,有效等位基因(Ne)为1.4367,占检测到的等位基因的77.88%。其总Nei’s基因多样性指数(办)为0.2602, Shannon’s信息指数(I)为0.3976,遗传多样性指数为0.1510,基因流Nm为2.8116。在这10个禾然种群中,WL种群遗传多样性最高, 其Nei’s基因多样性指数为0.2738, Shannon’s信息指数为0.3793。而TY种群的遗传多样性最低,Nei’s基因多样性指数为0.1956, Shannon’s信息指数为0.2798。聚类分析显示, 这10个天然种群可以归为三支。其中GD种群,WT种群,TY种群,LL种群,HS种群和XWT种群为第一支,而WC种群,FN种群和WYD种群则为第二支,WL种群单独为一支。遗传结构分析显示,这些天然种群可归为北(WC、WYD和FN种群)中(WL种群)南(LL种群、HS种群、WT种群、GD种群和TY种群)三组,以及中部和南部过渡组(XWT种群)。Mantel检验显示,这10个天然种群的遗传距离与地理距离之间存在显著的相关性(r=0.316,p<0.05)。分子方差分析(AMOVA)显示,种群间的遗传分化指数(Fst)为0.0929(p<0.001),表明种群间遗传分化显著。AMOVA分析同时显示,南部种群的Fst为0.0718(p<0.001),北部种群的Fst为0.0617(p<0.001),说明组内种群间遗传分化显著。对华北落叶松叶绿体DNA (cpDNA)的rbcL基因片段进行测序,得到1318bp的序列,比对结果显示,各种群间的rbcL基因片段无差异。进一步对比显示,华北落叶松与兴安落叶松和长白落叶松的rbcL基因片段亦无明显差异。但是与红杉和其他落叶松的rbcL片段相比,具有2-3个碱基突变。这意味着华北落叶松与兴安落叶松之间可能存在基因交流,有着更近的亲缘关系。总之,AFLP标记分析表明,尽管华北落叶松属于松科年轻树种,其天然分布范围较小,但是种群之间的遗传分化仍然比较明显。而对叶绿体DNA片段的分析表明,各个种群间的遗传分化却极其有限。这说明与核基因相比,质体基因可能拥有较少的变异,下一步应该从核基因序列去进一步揭示华北落叶松的起源和遗传进化。