中国野生半夏的遗传多样性和遗传结构研究

第四纪气候波动以及地理和环境隔离深刻地影响了现代植物的遗传多样性、遗传结构和地理分布格局.该研究采用分子谱系地理学的研究方法对药用植物半夏19个居群共212个个体的3个叶绿体片段psbK-psbI、atpF-atpH和trnL-F进行分析,探究半夏的遗传多样性、遗传结构、地理分布格局模式及成因,并探讨其居群历史动态.结果表明:(1)半夏总单倍型多样性Hd为0.882,总核苷酸多样性π为1.23 × 10-3,在物种水平上表现出较高的遗传多样性.(2)分子方差分析(AMOVA)结果显示,半夏遗传变异主要发生在居群间,显著的遗传分化(FST=0.909,P＜0.001)和较低的种群内遗传多样性(HS=0.134);种群间遗传分化系数NST=0.913＞GST=0.855(0.01＜P＜0.05),表明叶绿体单倍型具有明显的谱系地理结构.(3)中性检验结果显示,Tajima's D值、Fu and Li's D值以及Fu and Li's F*值均为不显著正值,Fu's Fs值为不显著负值且失配分析曲线呈双峰,表明半夏居群整体没有经历过扩张事件.(4)单倍型地理分布显示,西南地区和中-东部地区具有单倍型多样性较高,并存在特有单倍型,故推测第四纪冰期时在这两个区域存在冰期避难所.总之,通过3个叶绿体基因对不同区域半夏的分析,阐明了其遗传多样性、遗传结构和地理分布格局,为半夏优良种源的分子筛选和保护提出了科学的建议和保护策略.