华南植物园伯乐树谱系地理学和保护遗传学研究取得进展

  伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)是亚洲特有的第三纪古热带植物区系的孑遗种,为国家一级重点保护野生植物。该种零星分布于我国长江以南各省区山地的局部森林中,近年来在缅甸、泰国和越南北部也有发现。伯乐树起源古老且系统位置特殊,在研究被子植物系统发育以及古地理、古气候等方面有重要的科学价值。然而,迄今为止关于伯乐树的遗传学和谱系地理学的了解甚少。 

  华南植物园物种保育多样性研究组在多年研究基础上,为了阐明当前的系统发育地理格局,推断伯乐树的历史种群动态,并为其保护提供建议,选择了跨越中国10个省份的23个伯乐树居群,共256个个体进行了谱系地理学研究,扩增了叶绿体DNA非编码区的三个片段rps8-rps11trnQ-rps16trnT-trnL。分析结果显示存在13种单倍型,展示了相对较高的总单倍型多样性(hT = 0.739)。遗传变异主要来源于居群间,占98.09%P <0.001),居群内的遗传多样性只占1.91%P <0.001)。在居群间检测到了强烈的遗传分化(GST = 0.855P <0.001),和较低的种子流Nm = 0.09。分析结果显示中国现存伯乐树居群划分为五个地理组最合适:(1)云南东部至广西西部; 2)贵州湖南湖北; 3)广东中部; 4)广东西北部; 5)罗霄南岭武夷阳明山。网络分析显示最古老的单倍型存在于第一组中,如云贵高原东部和云南东部,该地区可能是伯乐树的早期冰期避难所之一。伯乐树可能从这些避难所向东迁移扩张,并在中国东南部地区经历过瓶颈效应或奠基者效应。贵州黎平,广西龙胜,广东惠州,江西崇义,湖南东安,云南屏边和湖南新宁等地区的居群应给予优先保护考虑。 

  该研究由华南植物园王美娜、段磊等多位硕、博士研究生和陈红锋等科研人员合作共同完成。研究得到了国家自然科学基金项目的资助。相关研究成果已于近期发表在国际学术期刊PLOS ONE上(201813(1): e018903)。文章链接:http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0189034

图1.国家一级重点保护植物伯乐树

图2.伯乐树在中国的单倍型分布图

图3.伯乐树在中国可能的历史迁移和扩张路线

 

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中国科学院华南植物园

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