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遗传多样性是物种长期生存和进化的基础，也是作物植物持续改良的基础。保护遗传资源的目标是既要保护遗传多样性，又要促进遗传多样性的利用。居群遗传学的研究将有助于实现这些目标。杜仲(EucommiaulmoidesOliver)是第三纪孑遗植物，残存于我国中部和长江中下游的山区。杜仲是我国特有的重要经济树种，既是传统的名贵药用植物，又是工业原料(杜仲胶)树种。杜仲是风媒传粉和以种子进行繁殖的植物。由于过度开发利用，野生杜仲已极度稀少，野生杜仲居群已不复存在；现存杜仲几乎都是栽培植物。本文采用细胞核AFLP标记和细胞质cpSSR标记从大的地理尺度上研究了栽培杜仲的遗传多样性和遗传结构，并分析了其驯化进化过程中的影响因素。使用6对AFLP引物组合和2个cpSSR位点分析了杜仲主产区内10个栽培居群的582个个体。数据显示核基因组具有中等水平的遗传多样性和中等水平的遗传分化，叶绿体基因组具有较高水平的总遗传多样性和一定程度的地理结构。F-model检测到各栽培居群内具有不同程度的核基因组遗传漂变。一些居群内很高的核基因组遗传漂变暗示这些居群经历过驯化过程中的重复的奠基者事件和居群瓶颈以及有意或无意的人工选择。这些居群内一种占主导地位的cpDNA单倍型证实了这一点。由奠基者事件和居群瓶颈产生的遗传漂变导致了栽培居群内遗传多样性的丧失和居群间遗传分化的加剧。AFLP标记的居群混合分析表明不同栽培居群内存在不同程度的基因流，而且个体混合分析显示居群间的基因流包括种子迁移和花粉迁移，其中种子迁移在栽培居群中应该主要是农民之间交换种子或幼苗的结果。从cpDNA数据估算的由种子产生的基因流与从AFLP数据估算的由花粉产生的基因流基本上是相等的，进一步证明了农民之间交换种子或幼苗的普遍性。一些栽培居群内较低或中等水平的遗传漂变与其较高的居群混合程度表明基因流可以部分地抵消居群内由奠基者事件和驯化瓶颈产生的遗传漂变效应。不同栽培居群间核基因组和叶绿体基因组的居群内遗传变异水平和居群间遗传分化系数的显著差异以及cpDNA单倍型的分布样式可能反映了不同地区农业强度的差异和不同栽培居群驯化阶段的差异。AFLP数据和cpDNA数据也揭示了驯化前野生祖先的自然进化历史对当代成培杜仲遗传结构的影响。当代栽培杜仲遗传变异的水平和结构是驯化前野生祖先的自然进化历史与驯化进化过程中复杂的农业实践相互作用的结果。
本研究还开发了一套核基因组的微卫星标记，可进一步为杜仲遗传资源的研究、保护、管理和利用提供一种强有力的方法。