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台湾苏铁复合体包括台湾苏铁、四川苏铁、仙湖苏铁、海南苏铁、葫芦苏铁、念珠苏铁和三亚苏铁,是苏铁属一群在形态特征上交叉连续,难以进行分类学划分的类群,在苏铁属及种子植物的系统与进化研究中具有非常重要的地位。目前,该复合体中四川苏铁和台湾苏铁的野生种群已经或接近灭绝,三亚苏铁未发现野生种群,其它现存野生种群绝大多数处于严重濒危状态,急需保护。本研究采用叶绿体DNA基因间隔区序列对台湾苏铁复合体进行亲缘地理学研究,主要研究结果如下:
1、从19个叶绿体基因间隔区片段中筛选出多态性高的trnS-trnG和atpB-rbcL片段用于实验。trnS-trnG和atpB-rbcL引物在台湾苏铁复合体的17个种群(全文统一用种群,不用居群)167个个体中共扩增出12个变异位点,构成11个单倍型。物种水平上,葫芦苏铁遗传多样性最高(Hd=0.663,Pi=0.00127)。种群水平上,其王下种群具有最高的单倍型性多样性(Hd=0.69),而东六种群具有最高的核苷酸多样性(pi=0.00114)。除葫芦苏铁的四个种群、念珠苏铁种群1和海南苏铁的南湾猴岛种群外,其余四川苏铁、仙湖苏铁、台湾苏铁、海南苏铁和念珠苏铁的11个种群内均未检测出多态性。
2、单倍型分布及网状支系分析(NCA)表明,台湾苏铁复合体有2个广布单倍型H1和H3,分别为台湾苏铁和四川苏铁所拥有。H1、H2和H7为古老的单倍型。王下种群遗传多样性最高(有4个单倍型),且拥有古老单倍型H2,是葫芦苏铁的多样性中心。
3、根据单倍型分布及系统发育分析结果,建议把台湾苏铁复合体分为三个种:四川苏铁(包括四川苏铁和仙湖苏铁两个亚种,共有一个特有单倍型H3)、台湾苏铁(包括台湾苏铁和海南苏铁二个亚种,共有单倍型H1)和葫芦苏铁(共有7个特有单倍型,且与以上两种苏铁均不同)。念珠苏铁可归为海南苏铁,念珠苏铁种群DSL1可能是海南苏铁和葫芦苏铁的过渡类型(或杂交种)。海南苏铁南湾猴岛种群位于海南岛本岛外的南湾猴岛上,地理位置特殊,有两个特有单倍型H4和H5,且与其它海南苏铁均不同,该种群的分类学地位有待于进一步的研究。
4、台湾苏铁复合体的保护策略应以就地保护为主,迁地保护为辅。需要优先(或重点)保护的单元是:葫芦苏铁的王下种群(WX)、海南苏铁的南湾猴岛种群(NWH)和台湾苏铁(FJ)的野生植株;仙湖苏铁的深圳梅林(SZ)和清远飞来寺(QY)种群较大,且有健康的繁育系统,也要加强保护。