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单叶蔓荆(Vitex rotundifolia Linnaeus f.)是海岸带植物区系的重要物种,具有生态及药用双重价值。然而,目前针对单叶蔓荆群体遗传结构与生态适应性方面的研究甚少,不利于该物种的相关物种保护策略的制定。基于形态学、解剖学、传粉生物学、群体遗传学和谱系地理学等多方面的研究方法,探讨单叶蔓荆的遗传分化和遗传格局及其对海岸带环境及其变迁的适应性进化,以此为单叶蔓荆的保护提供理论和数据支撑。在形态学和传粉生物学研究中,本文主要选取胶东地区的样本开展了研究,通过直接观察发现单叶蔓荆根系发达,不定根分布于地表浅层,圆锥花序顶生,花冠呈蓝紫色,核果近圆形,调查样本的结实率为85.2%。通过石蜡制片技术对单叶蔓荆不同器官进行观察组织切片,发现根、茎、叶的组织结构具有较多的薄壁组织,可以提高其保水能力;且因其根、茎木质化程度高,可以起到加固支撑作用。这些研究表明单叶蔓荆对沙质和盐碱环境具有高度的适应性。通过踏查法、循环路线法和标准株全天观察法统计发现胶东地区单叶蔓荆传粉昆虫多样性较低,共有2目3科分别是:即膜翅目(Hymenoptera),胡蜂科(Vespidae)、蜜蜂科(Apidae)和蜜蜂科(Apidae),熊蜂属(Bombus)以及鳞翅目(Lepidoptera),天蛾科(Sphingidae),长喙天蛾属(Stellatarum);其中胡蜂科是主要的传粉类群,其次是长喙天蛾属物种,最后是蜜蜂科物种;熊蜂属物种为偶见种。它们在访花密集期存在一致性,即集中于8:00-10:00和15:00-17:00两个时间段,但膜翅目昆虫停留时间长于其它传粉昆虫。本研究根据单叶蔓荆在我国的地理分布特点,采取了多个气候带,由南方到北方按纬度横跨12个省、23个地区的居群采样策略。在群体遗传学研究中,本文共采集23个群体,加上已有研究的26个群体数据,一共分析了 49个群体,包括43个单叶蔓荆群体,6个蔓荆(Vitex trifolia Linn.)群体。这些群体除基本覆盖了中国所有单叶蔓荆的自然居群,本研究还包含了 3个韩国和3个日本的群体。对上述群体,我们共使用了 217条核基因(nrDNA,ITS2)序列,216条叶绿体基因(cpDNA,TrnH-psdA+TrnG-TrnS)进行以下研究:(1)分别计算单叶蔓荆和蔓荆nrDNA和cpDNA的单倍型种类和数量并构建单倍型network图和地理分布图。通过DnaSP软件分析处理比对后的序列得到,单叶蔓荆具有4种nrDNA单倍型,23种cpDNA单倍型;蔓荆有7种nrDNA单倍型,5种cpDNA基因单倍型;蔓荆与单叶蔓荆共享的nrDNA单倍型只有H1,共享的cpDNA基因单倍型有H16和H17两种。(2)使用Arlequin软件计算单叶蔓荆的遗传多样性参数:比较后发现:单叶蔓荆叶绿体基因(A=0.16-0.714,π=0.000000-0.006272,Hd=0.0000-0.9048)的遗传多样性明显高于核基因(A=0.08-1.00,π=0.000000-0.004028,Hd=0.0000-1.0000);前者的核苷酸多样性(π=0.050608)也高于后者(π=0.038233)。(3)通过AMOVA分析了叶绿体基因的Fst值(Fst=0.184*,P<0.001)表明群体存在显著的遗传分化,单叶蔓荆群体内部的遗传分化要大于群体之间。(4)根据Mantel test的结果发现:单叶蔓荆叶绿体基因(r=-0.134,P=0.792)和核基因(r=0.006,P=0.468)两个基因均显示遗传距离与地理距离之间不显著相关,表明了群体之间的地理距离并没有影响群体之间基因交流。(5)单叶蔓荆近期是否发生种群扩张检验结果表明:从单叶蔓荆核基因的错配分布曲线和中性检验结果Tajima’s D=-0.66428,Fs=-1.2389,得出结果显著偏离中性突变,表明单叶蔓荆近期发生了种群扩张。综合上述群体遗传学研究结果,我们发现单叶蔓荆群体存在非匀质的遗传分化,结合这些群体单倍型network图与地理分布图,我们推测受到第四纪冰期影响,单叶蔓荆至少存在南北两个避难所,这些避难所与海岸位置有一定的相关性。单叶蔓荆第四纪冰期过后通过避难所发生了部分的群体扩张,遗传分化并不明显,与蔓荆仍是同一物种。虽然我们的形态学和传粉生物学研究也支持单叶蔓荆适应了沙质环境及地方生境,但其群体内与蔓荆群体间具有形态差异。这些结论为单叶蔓荆的保护生物学研究提供了理论依据。