柳杉潜在适生区预测及气候变化对其分布的影响

气候变化对物种的生长和分布有深刻影响,探究物种当前分布范围及限制其分布的主导环境变量,对生物多样性保护具有重要意义。基于柳杉80个现有种群的分布点以及气候和地形两类环境变量,利用最大熵模型(MaxEnt)模拟不同气候情景下柳杉在我国的潜在适生区,分析影响其分布的主导环境变量,掌握不同时期的质心转移方向。结果表明,降水是影响柳杉分布的主导环境变量。自末次盛冰期(LGM)以来,柳杉在我国的分布面积逐渐缩减;随着未来气候变暖,其缩减程度进一步加剧,而该物种亦将向西或北迁移以降低温度的影响。结果明晰了柳杉种群的适生区范围,对其遗传资源保护和引种具有重要的参考价值。

利用叶绿体微卫星标记分析东亚柳杉群体的谱系地理结构

柳杉(Cryptomeria japonica)是东亚特有孑遗植物,分为中国柳杉(C.japonica var.sinensis)和日本柳杉(C.japonica var.japonica)两个地理变种,但其谱系空间格局与形成机制仍不清楚。本研究利用叶绿体微卫星(cpSSR)标记,研究东亚柳杉群体的遗传多样性及其谱系地理结构,分析空间分布与现有谱系之间的关联。结果表明,11个cpSSR多态性位点共检测到127个单倍型,各群体的单倍型数(A)从4到16不等,不同群体私有单倍型数(P)为1~11个。在物种水平,柳杉遗传多样性高(H=0.890),且遗传分化显著(FST=0.594,P<0.001)。与其空间分布一致,基于cpSSR标记的STRUCTURE分析将柳杉分为中国柳杉和日本柳杉两大群体,群体间存在明显谱系地理结构(G_(ST)=0.102<R_(ST)=0.702)。结合气候变化资料,推测第四纪气候变化和长期地理隔离是东亚柳杉谱系地理格局形成的主要原因。研究结果可为东亚植物区系演化和柳杉遗传资源保护提供科学依据。