华南亚热带植物末次盛冰期避难所和冰后期地理迁移——化石花粉与遗传分子结合研究

【摘要】：我国南方亚热带生长着全世界分布最广、面积最大,类型最为复杂多样和古老的森林植被类型,它经历了第四纪冰期-间冰期的巨大变迁,这一冷暖交替不仅对常绿阔叶林生态系统的空间格局分布,而且对它的组成结构和生态适应等产生深远影响。生物避难所是生物在冰期逃避劫难的场所,也是冰期后物种重新分布的起点。追溯避难所形成和物种再扩散的过程中,植物分布变化很大程度上体现植物对气候变化的响应,在当前全球变暖和人类干扰进一步加强的趋势下,研究常绿阔叶林过去的历史迁移和扩散规律将对研究其对第四纪环境变化的响应具有十分重要的科学意义。化香属(Platycarya)是胡桃科(Juglandaceae)的寡种属,在第三纪初,该属植物曾广泛分布于北半球所有大陆,但第四纪冰期后,在多数分布地绝迹,仅在东亚幸存,现广布于华南亚热带,化香属的现代分布格局是第四纪环境变迁和物种演化历史的共同反映,对化香属的研究将为追溯和理解华南亚热带植物对第四纪冰期响应提供重要证据。Chen et al.(2012)对化香属的广布种化香树进行了分子亲缘地理学研究,结果指示秦岭、湖南等地多个冰期避难所的存在以及随后发生的东部居群的本地扩张。本研究以东亚特有植物化香属为研究对象,将化石花粉分析与分子遗传手段进行结合研究,以化石花粉分析来弥补分子手段所无法获取的年龄框架并确定冰期避难所的准确位置。化香属的孢粉形态特征显著,其外壁表面具弧形相交的几条槽,极易区分,使此结合研究成为可能。目前,华南亚热带高山沼泽的岩芯钻探、覆盖地理分布区13个省的植物叶片野外采样工作正在进行当中,室内现对已有钻孔(神农架大九湖等)进行了初步的化石花粉数据统计,并开展了遗传分子相关研究工作(包括DNA提取、引物筛选),以期早日深入理解华南亚热带常绿阔叶林对第四纪环境变化的响应模式。