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裸芸香为三峡库区稀有植物,多生长在海拔100-320m的山坡灌木丛中或路边乔木下。作为一种传统的药草,曾经遭到当地居民的过度采挖,三峡大坝的建设和人类活动已经导致了该物种自然居群的片断化和局部居群的灭绝。当2009年三峡工程全部完工之后,三峡库区的水位线将被抬升到175m,因此一部分裸芸香自然居群将被淹没。同时自三峡工程以来,强烈的人为干扰如开山修路和移民导致了其原生境的片断化,加剧了该物种的濒危程度。因此,对其进行全面的遗传信息调查并形成基本的理论框架来指导就地、迁地保育和自然回归实践显得刻不容缓。
利用核(nDNA)-质(cpDNA)SSR分子标记,作者对该物种三峡库区范围内9个自然居群的遗传多样性、遗传结构以及基因流进行了详细的分析。其中nSSR引物由我们采用FLASCO方法自行开发、设计,cpSSR引物为已发表的通用引物。分析结果显示,裸芸香物种水平上具有中等水平的遗传多样性(AR=5.1,HE=0.642),但是各居群微卫星位点的等位基因多样度(AR)都比较低。裸芸香物种水平上的cpDNA单倍型多样性也比较高(He=0.83),但是,9个居群中的4个居群(WL1,WL2,WX,BY)的叶绿体基因组多样性很低(He=0-0.07)。在整体遗传变异中,大部分的遗传变异(nSSR,56.25%;cpSSR,68.24%)存在于居群间。基于贝叶斯方法学的分配分析和共祖模拟分析一致表明,各个自然居群间表现了较大的遗传隔离,并且只有低水平的基因流来维系居群间的遗传交换,同样的结果出现在基于遗传距离的主坐标分析中。通过两种居群遗传分化参数(FST与RST)以及溯祖方法(F)都得出居群间较低的历史基因流0.199和0.153(Nm=0.153-0.205)。通过贝叶斯分配的方法得到的近代基因流则更低(Nm=0.054.)。由nSSR和cpSSR遗传分化系数推算出的花粉流和种子流的相对贡献比值很小(r=-0.33),表明花粉扩散能力有限。在突变—漂变平衡检测中显示一部分居群偏离这一平衡,暗示居群大小经历了急剧减小的过程,即近期的瓶颈效应。基因流—漂变平衡检测表明,裸芸香居群的进化历史以基因流—漂变平衡为特征。结合nSSR和cpSSR标记揭示9个自然居群形成了2个主要的遗传类群,这说明它们可能是不同的进化谱系,在制定对裸芸香的保育策略时应当将它们认定为不同的“进化显著单元”(ESUs)。