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兰坪虫草Ophiocordyceps lanpingensis属线虫草科Ophiocordycepiacae线虫草属Ophiocordyceps,为冬虫夏草Ophiocordyceps sinensis姊妹种,作为滋补品在滇西北民间广泛应用。关于兰坪虫草分类地位、生态特征、活性成分和药理作用等方面,课题组已进行详细研究。然而,缺乏对兰坪虫草及其寄主蝠蛾居群遗传多样性和遗传结构的认识,兰坪虫草适生区分布也不甚清楚。本研究对兰坪虫草代表性分布地区进行取样,利用分子生物学方法分析兰坪虫草及其寄主蝠蛾遗传多样性和遗传结构；基于生态位模型对兰坪虫草适生区分布进行预测。主要获得以下研究结果：以.rITS基因片段8个居群83个样品和tefl-a基因片段8个居群65个样品为材料,分析兰坪虫草居群遗传多样性和遗传结构,结果表明,在物种水平上,兰坪虫草显示较高的单倍型多样性(nrITS:Hd=0.727:tefl-α:Hd=0.561)和较低的总核苷酸多样性(nrITS:Pi=0.0023；tefl-α:Pi=0.0007)；在居群水平上,兰坪虫草显示较高的总遗传多样性(nrITS:HT=0.751:tefl-α:HT=0.677)和居群内遗传多样性(nrITS:Hs=0.594:tefl-α:Hs=0.635).AMOVA分析结果显示,兰坪虫草居群间具有一定的遗传分化,nrITS和tefl-α基因居群间遗传分化系数分别为12.59%和14.84%。Permut分析也得到一致结果,nrITS和tefl-α基因的Gst值分别为分别为0.21和0.063,Nst值分别为0.261和0.09,地理距离对遗传分化影响不大.nrITS和tef1-a基因居群间基因流Nm分别为1.736和1.435,表明基因流可以阻止由遗传漂变引起的居群间遗传分化,导致居群间遗传分化较低和居群内遗传多态性丰富。Mantel test分析显示,兰坪虫草居群间平均遗传距离与地理距离并无明显相关性(nrITS:R=-0.07,P>0.05:tef-lα:R=0.051,P>0.05).此外,中性检验和失配分析均表明兰坪虫草近期处于扩张状态。基于nrIITS和tefl-a基因的分子钟估计,兰坪虫草至少于18.4 Mya BP起源于横断山区滇西北兰坪碧落雪山、雪帮山和剑川老君山一带,其遗传分化能很好的与横断山区地质活动发生耦合。根据nrITS单倍型系统发育树研究表明,兰坪虫草于约3.76 Mya BP发生分化,此时正是青藏高原快速隆升的青藏运动A幕发生时期(3.6Mya BP),与横断山区的横断运动或横断事件相对应,其后兰坪虫草于2.45-2.16Mya BP进一步扩张,此时正是青藏高原快速抬升时期(2.5-1.8Mya BP)。于1.54-1.26 Mya BP扩张形成了现今的分化格局,而此时正好对应鄱阳冰期(1.50-1.37MyaBP),该冰期是中国第四纪冰期-间冰期气候回旋的开始。tefl-α单倍型系统发育树研究表明,兰坪虫草于约1.8 Mya BP发生分化,于1.3-0.5 Mya BP进一步分化,并于0.384-0.126 Mya BP发生进一步的遗传分化,分别对应青藏高原快速抬升时期、昆黄运动(1.2-0.6 Mya BP,横断山区也叫元谋运动)和丽江冰期(0.31-0.13Mya BP).以Co I基因片段7个居群42个样品和Cytb基因片段7个居群43个样品为材料,分析兰坪虫草寄主蝠蛾居群遗传多样性和遗传结构,研究发现寄主蝠蛾在物种和居群水平上均表现出较高的遗传多样性和较低的核苷酸多样性。寄主蝠蛾Co I和Cytb基因片段均含有丰富的私有单倍型,分别为86.4%和78.6%,可能是横断山区复杂多样的生态环境导致居群生境片段化及有限的基因流。AMOVA和Permut分析均表明,寄主蝠蛾居群间遗传分化显著,居群内遗传多态性丰富,寄主蝠蛾基因流是有限的,不同居群间基因交流很少。基于Co I基因片段的Mantel test分析结果显示寄主蝠蛾居群间遗传距离矩阵与地理距离之间无显著地相关性(P>0.05),而Cytb基因水平则显示遗传距离矩阵与地理距离之间呈显著地相关性(R=0.515,P<0.05),这可能是两者间的进化速率不同所致。中性检验和失配分析均表明兰坪虫草寄主近期没有居群扩张,处于动态平衡状态。基于Co I和Cytb基因的分化时间估计结果显示,兰坪虫草寄主蝠蛾遗传分化时间与地质事件和气候事件相耦合。寄主蝠蛾第一次分化发生在3.668-3.126 MyaBP期间,正好落入青藏运动A幕,经过一段长期稳定的适应期后,于1.175 MyaBP-0.972 Mya BP(此时为昆黄运动时期)发生分化,形成两个分支,可能是目前的云南无钩蝠蛾(Clade Ⅰ)和剑川无钩蝠蛾(Clade Ⅱ)。其后的每次单倍型分化,分化时间节点分别对应干海子冰期(0.53-0.45 Mya BP)、丽江冰期(0.31-0.13 MyaBP)、共和运动(0.15 Mya BP-至今)和大理冰期(0.13-0.01 Mya BP)。该地区地质事件和气候事件对寄主蝠蛾遗传分化影响大,尤其是受末次冰期-间冰期回旋作用影响极大,寄主蝠蛾分别发生了大规模的收缩和扩张。因此,推断横断山区兰坪碧落雪山、雪帮山和剑川老君山一带可能是兰坪虫草寄主蝠蛾末次冰期的避难所。利用MaxEnt模型模拟兰坪虫草适生分布区,研究发现其潜在适生分布面积达到208,077.2 KM2,主要分布于滇西北横断山区及其周边地区,滇中地区,以及喜马拉雅山脉南麓的我国藏南地区、不丹、印度锡金邦和尼泊尔中北部区域。其中高适生区(0.6-0.8)分布面积达37,218.9KM2；理想适生区(0.8--1.0)分布面积为6,421.7KM2。温度、湿度和海拔是影响兰坪虫草分布的主要因素,尤其是温度变化方差和最湿月降雨量对兰坪虫草的适生区分布格局影响最大。横断山区兰坪县、玉龙县和剑川县一带是兰坪虫草现在的分布中心,且遗传多样性较高,可为保护兰坪虫草提供科学依据。