细叶石斛(Dendrobium hancokiiRolfe)隶属于兰科(Orchidaceae)石斛属(Dendrobium),是中国特有的珍稀物种,具有很高的药用和观赏价值。细叶石斛的形态特征具有明显的差异,特别是叶型,表现出大叶型和小叶型两种。近年来,因人们的乱采乱挖和生境的毁坏,细叶石斛的野生资源受到严重的破坏。因此开展细叶石斛的亲缘地理学研究不仅为石斛属物种的进化研究提供理论基础,而且可以对细叶石斛资源的利用和保护学研究提供科学依据。本研究,自2015年到2017年收集了代表细叶石斛自然分布的32个野生居群,分别来自中国中部-西北部区域(21个小叶型居群:分别来自重庆、湖北、湖南、河南、陕西、甘肃和四川等省)和中国西南部区域(11个大叶型居群:分别来自广西、贵州和云南省)。然后筛选出具有多态性的两条线粒体片段和一条单拷贝核基因片段分析细叶石斛的进化过程、动态历史、时空分布和系统发育关系。基于线粒体序列和单拷贝核基因序列的细叶石斛亲缘地理学研究结果如下:筛选了两条线粒体基因片段(ccb256和rpl5)和一条单拷贝核基因片段(LEAFY intron1)分别对细叶石斛32个野生居群进行亲缘地理学研究。两种片段分别检测到30种线粒体单倍型和36种核型;两种标记均表现出极高水平的单倍型/核型多样性(mtDNA:Hd = 0.954;nDNA:Rd=0.966)和总的遗传多样性(mtDNA:HT= 0.953;nDNA:HT= 0.975);两种标记的NST》显著大于 GST(mtDNA:Nsr= 0.8777>Gsr = 0.358,P<0.05;nDNA:NST= 0.853>Gsr=0.325,P<0.05),表明细叶石斛居群存在明显的亲缘地理结构;两种标记的IBD分析均揭示细叶石斛居群的遗传距离和地理距离之间存在相关性,但不存在于邻近的居群间。基于nDNA数据的失配分布和中性检测表明本研究的总居群在0.31Ma时经历过明显的扩张事件,而mtDNA数据的失配分布和中性检测分析表明细叶石斛近期未发生扩张事件;mtDNA和nDNA分子数据结果不一致,可能是因为两种不同的分子标记反映的是不同历史时期的事件。mtDNA单倍型和nDNA核型亲缘关系分析表明所有的细叶石斛单倍型/核型可以分成2个大组(Group1和Group2);Group1可以分成两个分支(CladeA和CladeB),Group2也可以分成两个分支(CladeC和CladeD)。大小叶型的细叶石斛(Groupl与Group2)之间无共享单倍型/核型,可能是异域进化造成的。基于mtDNA和nDNA数据结果,我们推测细叶石斛起源于武陵山脉,中国中部和西南部区域是其多样性中心。