岳桦的亲缘地理与遗传结构研究

第四纪全球气候变化对现存物种的分布格局产生了巨大的影响。近年来,亲缘地理学的产生和发展为推测现存物种在第四纪冰期时期的避难所提供了有效的方法。目前,我国的亲缘地理学研究主要集中在西南、华南与华北地区,对于东北地区各植物类群在冰期时的避难所的研究较少。 本文分别采用SSR、单拷贝核基因(G3pdh)和cpDNA (trnh-F、psbK-psbI、trnH-psbA)三种不同水平的分子标记,对分布在东北地区的高海拔物种岳桦(Betula ermanii)进行了亲缘地理与遗传结构研究,以期望通过本研究推测其在第四纪时期可能的冰川避难所。通过对本研究所选取的6个群体135岳桦个体进行了研究发现,9对SSR位点共产生了137个等位基因,其中38个等位基因为居群特有等位基因。此外,基于G3pdh基因的结果显示单倍型多态性(Hd)为0.996,核苷酸多态性(πT)为0.019。这些研究结果显示岳桦在物种水平上具有较高的遗传多样性。其中,长白山和大兴安岭的群体的遗传多样性比小兴安岭的相对要高。基于SSR构建的系统发育树和STRUCTURE结果表明：长白山和大兴安岭的群体出现了明显的遗传分化；同时,G3pdh和cpDNA基因的AMOVA分析结果显示岳桦的遗传变异主要存在于群体内,群体内的遗传分化(FsT)分别为0.03441和0.47393。在基于G3pdh构建的TCS图中,由于居群特有单倍型数目较多且分布没有规律性,因此没有发现明显的地理格局。但是在cpDNA基因的联合片段产生了11个单倍型,其中以大兴安岭和长白山地区的单倍型较多,这两个地区可能是冰期后岳桦的扩散中心,也是LGM期后的重要避难所。 基于以上的研究结果,我们推测长白山和大兴安岭地区可能是岳桦在第四纪时期冰川避难所。