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中越喀斯特地区具有复杂的地理环境和气候条件,是全球生物多样性热点区域之一。然而,对于该地区的生物类群的起源及演化的研究相对欠缺,有关生物对该区域的重大地质和气候事件的响应机制也尚无定论。本研究以中越喀斯特地区特有濒危物种——恋岩花属(Sinoacanthus)的六个物种:黄花恋岩花(S.lofouensis)、长柄恋岩花(S.longipes)、腺毛恋岩花(S.glandulosa)、谅山恋岩花(S.langsonensis)及平果恋岩花(S.pingguoensis)为材料,试图探究以上问题。本研究筛选了4对叶绿体非编码区引物:petL-psbE、trnQ-5rps16、3rps16-5trnK和ndh F-rpl32,以恋岩花属分布区的42个居群共计202个个体为研究材料,对其展开了叶绿体谱系地理学研究,以探讨其遗传多样性、遗传结构、物种形成、分化历史及其成因等问题,并依据这一研究基础提出了恋岩花属的保护策略。主要研究结果和结论如下: 1、遗传多样性和遗传结构 恋岩花属具有显著的地理结构(GST=0.640<NST=0.916,P<0.05)。分布区喀斯特多样化的生态位和较长进化历史(大约起源于中新世)使恋岩花属表现出很高的遗传多样性(hT=0.997,π=0.00762)。不同于物种/谱系间有较低水平的遗传分化,该属居群间具有很高分化水平。这可能与喀斯特“陆地-岛屿”结构、恋岩花属不完全谱系分选及其生物学特性(如种子依靠重力传播,各个物种间花期和海拔不一致)相关。 2、恋岩花属系统发育关系及物种形成 恋岩花属80种单倍型分为三个组:NW谱系分布在中国境内云南贵州交界的云贵高原上;NE谱系分布在广西与贵州交界地区的宜山弧附近,其黄花恋岩花分为N、W和E三个亚系;S谱系自越南北部,沿着广西弧及宜山弧西翼,到达贵州罗甸地区。NW谱系起源可能最古老。 恋岩花属物种通过踏脚石模型进行居群扩张,物种形成方式为异域物种形成。长柄恋岩花(S.longipes)可能受第四纪冰期影响,自云贵高原南部冰期避难所向云南北部分化,形成显著的南北分异;黄花恋岩花(S.lofouensis)物种形成可能受云贵高原抬升、右江宽谷阻隔共同作用,通过长柄恋岩花异域分化形成;腺毛恋岩花(S.glandulosa)、谅山恋岩花(S.langsonensis)和平果恋岩花(S.pingguoensis)可能均由黄花恋岩花通过异域分化形成;龙州恋岩花(S.longzhouensis)则可能由长柄恋岩花通过异域分化形成,恋岩花属很有可能为生态物种形成。 3、冰期避难所及迁移路线 NW谱系冰期避难所可能为云南河口一带。NE谱系单倍型呈现“南退北迁”模式(冷期向南收缩-暖期向北扩张)和自西向东两种迁移路线(中国地形西高东低)。S谱系亦呈现“南退北迁”路线,S谱系及NE谱系融合带上的居群HC-CL较高的遗传多样性可能是基因渗透的结果,而非冰期避难所。 4、居群扩张历史 恋岩花属仅NE谱系W亚系经历了瓶颈效应和居群历史扩张事件。除此之外,恋岩花属其他居群的历史动态相对稳定,这一结果可能是喀斯特特殊“陆地-岛屿”生境阻隔了物种扩张。 5、保护生物学意义 位于云南河口、西畴、麻栗坡及广西靖西一带的长柄恋岩花,广西环江及贵州荔波一带的黄花恋岩花,越南宣光(Tuy(e)n Quang)的长柄恋岩花及广西宁明的龙州恋岩花可能是进化显著单元,在制定保护计划时需要加以重视。