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柳杉属(Cryptomeria)植物为杉科(Taxodiaceae)常绿大乔木。柳杉属的柳杉与日本柳杉的分类学地位尚存争议,一种观点认为柳杉与日本柳杉为两个独立的种,另一种观点认为柳杉与日本柳杉为同一种的不同变种。目前,国外专家学者对日本柳杉的研究已经十分详尽,而国内利用分子标记技术对中国柳杉的研究很少,中国柳杉物种水平的遗传多样性水平以及遗传结构尚不清楚,其与日本柳杉的亲缘关系和群体遗传结构差异也不明确。因此,本研究利用EST-SSR标记方法,对东亚地区21个柳杉群体进行研究,分析柳杉的遗传多样性水平及其群体遗传结构,了解种群动态历史,探讨柳杉的起源与进化。相关研究工作能为柳杉遗传资源的保护与育种提供科学依据。主要研究结果如下:(1)柳杉群体遗传多样性利用20对EST-SSR引物对中国和日本的21个柳杉群体进行遗传多样性分析,结果表明,柳杉整体具有中等水平的遗传多样性,中国柳杉群体遗传多样性水平较日本柳杉群体更高,日本群体间差异较小,中国群体间差异较大。所有群体中中国庐山群体(LS)遗传多样性最高,天宝岩高海拔群体(TB)遗传多样性最低。所有群体等位基因数(Na)为4.264;有效等位基因(Ne)为2.494;Shannon’s信息指数(I)为0.919;观测杂合度(Ho)为0.489;期望杂合度(He)为0.477。近交系数(Fis)为-0.025,多态性位点百分率(PPB)在为94.30%;等位基因丰富度(AR)为3.177;私有等位基因丰富度(PA)为0.169。中国群体等位基因数(Na)为4.365;有效等位基因(Ne)为2.626;Shannon’s信息指数(I)为0.963;观测杂合度(Ho)为0.509;期望杂合度(He)为0.507。近交系数(Fis)为-0.004;多态性位点百分率(PPB)为93.50%;等位基因丰富度(AR)为3.169;私有等位基因丰富度(PA)为0.185。日本群体等位基因数(Na)为4.173;有效等位基因(Ne)为2.382;Shannon’s信息指数(I)为0.879;观测杂合度(Ho)为0.471;期望杂合度(He)为0.449。近交系数(Fis)为-0.049;多态性位点百分率(PPB)为95.00%;等位基因丰富度(AR)为3.185;私有等位基因丰富度(PA)为0.154。(2)柳杉群体遗传结构群体遗传结构分析结果显示,群体间具有中等程度的遗传分化,所有群体的遗传分化系数为Fst=0.138、Gst=0.107,日本群体间的遗传分化Fst为0.033,显著低于总体平均水平和中国柳杉群体水平(Fst=0.105)。把中国群体和日本群体分为两组进行分子方差分析(AMOVA),结果显示,群体内的遗传变异为85.11%,组间的遗传变异为7.94%,群体间的遗传变异最低,为6.95%。这说明柳杉遗传变异主要来自于群体内。所有群体的基因流Nm=2.065>1,说明基因流不是群体间遗传分化的主导因素。Mantel检验结果表明,柳杉群体的遗传分化与地理距离具有显著相关性(r=0.411,p=0.001)。采用邻接法(NJ法)构建柳杉群体系统发育树,结果显示21个柳杉群体分为三个主要聚类群,中国的9个群体(WT、XTM、TT、PNSL、FZ、YB、TBY、YTG、WYS)CHN为一支,日本的11个群体(AJG、NBT、DND、BJD、ASH、OKI、AZJ、YKU、ONN、SNG、ISN)JPN为一支;而中国的庐山群体(LS)单独为一支,这一结果与主坐标分析(PCA)结果一致。所有21个群体的STRUCTURE分析结果显示K=3较为合理,N1为中国除LS外的9个群体(CHN)、N2为日本11个群体(JPN)、N3为庐山群体(LS)。而柳杉和日本柳杉作为一个种的不同变种是较为科学合理的分类。中国10个群体STRUCTURE分析结果显示K=3为最合理,此时LS群体单独一支;PNSL和WT为一支;剩下7个群体为一支。日本11个群体STRUCTURE分析结果显示K=2为最合理,此时AJG、NBT、DND、BJD、ONN、SNG6个为同源群体,其余5个群体ASH、OKI、AZJ、YKU、ISN为同源群体。瓶颈效应检测结果显示,在TPM和SMM模型下日本有7个群体(63.64%)可能经历过瓶颈效应,中国有2个群体(20.00%)可能经历过瓶颈效应。(3)柳杉群体进化历史把中国群体和日本群体作为两个基因库,群体进化历史结果显示,两个基因库同时分化的后验概率最高,即在62100-124200年前,中国柳杉和日本柳杉同时从一个未知群体NA中分化出来。