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大针茅(Stipa grandis)是欧亚草原区广泛分布的多年生禾本科牧草,主要分布在我国西部和东北部草原区,经常作为建群种出现。亲缘地理学研究不仅可以探讨某一物种的遗传多样性分布格局,还可以揭示该物种的形成演化机制和历史动态。目前有关大针茅亲缘地理学的研究尚属空白。本研究通过基因组DNA的扩增片段长度多态性(AFLP),对来自中国北方草地的36个不同地理大针茅种群进行了亲缘地理与进化关系的研究,揭示了广泛分布大针茅种群内和种群间的遗传多样性、遗传结构、种群间的进化关系,为加深分子生态学理论提供理论依据。AFLP分析了北方草地36个不同地理大针茅种群共714个个体,遗传多样性指数和遗传结构分析结果显示:10对引物组合一共产生967条可识别的条带,926条(95.76%)条带是多态的。27-D1种群(H=0.0204)具有较低水平的遗传多样性;38-D1种群(H=0.0848)和31-D1种群(H=0.0840)具有较高水平的遗传多样性。大针茅群体的分化系数值高达0.8023,分化水平较高;基因流值仅是0.1232,种群间的基因交流非常少。AMOVA分析结果显示:不同地理大针茅种群间的变异(80%)大于种群内部的变异(20%),这表明不同地理大针茅种群的遗传变异主要来源于种群间;且遗传变异显著(P<0.05)。Mantel检验结果显示:36个不同地理大针茅种群的地理距离和遗传距离显著相关。利用UPGMA法和Neighbour-Joining法构建的聚类关系树都显示出36个不同地理大针茅种群按照一定的地域性规律进行分布,形成了较为明显的谱系地理结构。不同地理大针茅种群遵循以下进化途径:57-D1和58-D1作为大针茅最原始的种群,逐渐向大针茅典型分布区扩散(如59-D1、56-D1和48-D1扩散种群),此后,大针茅又继续向西部地区扩散,形成大针茅扩散种群(如52-D1、46-D1、47-D1、50-D1、61-D1、44-D1、45-D1、54-D1、43-D1、39-D1、41-D1、42-D1、40-D1、33-D1、34-D1、35-D1、36-D1、37-D1、29-D1、30-D1、31-D1、32-D1、38-D1、27-D1、28-D1、25-D1和12-D1大针茅种群),最终形成大针茅目前的分布格局。从整体来看,北方草地大针茅种群的进化路线大致按照自东向西的方向进行。基因型多样性研究结果表明:36个不同地理大针茅种群的714个个体一共检测出395个基因型,数量较为丰富。25-D1、31-D1、36-D1、56-D1大针茅种群中的每一个个体就是一个单独的基因型(G=20),61-D1大针茅种群只有一种基因型(G=1)。基因型比率(G/N)大小范围在0.05-1之间,平均值是0.55,属于中等水平。25-D1、31-D1、36-D1、56-D1、61-D1这5个大针茅种群的匀度分布均匀(eve=1)。25-D1、31-D1、36-D1、56-D1大针茅种群(div=1,shw=1.301)具有较高的基因型多样性水平,61-D1大针茅种群(div=0,shw=0)拥有较低的基因型多样性水平。遗传多样性指数与环境因素的Pearson相关分析显示:不同地理大针茅种群的遗传多样性与经度、纬度、年均降水量、干燥度都不显著相关(P>0.05)。基因型多样性指数与环境因素的Pearson相关分析显示:基因型数(G)、基因型比率(G/N)与经度、纬度均不存在显著相关性,而和年均降水量及干燥度均显著相关;基因型多样性(div)、多样性指数(shw)、未纠正多样性指数(diu)分别与经度、年均降水量及干燥度均存在显著相关,和纬度不显著相关。