为明确国家二级保护植物半枫荷与近缘类群的系统发育关系,分析叶绿体基因的适应性进化.该研究利用22个物种的24条叶绿体基因组序列构建最大似然树和贝叶斯树,探讨半枫荷及其近缘类群的系统发育关系,并通过不同模型检测半枫荷与近缘类群的叶绿体编码基因的变异位点与选择压力间的关系.结果表明:(1)半枫荷叶绿体基因组具有133个基因,包括蛋白质编码基因88个(其中11个具有内含子)、tRNA基因37个、rRNA基因8个.(2)半枫荷及其近缘属蕈树属、枫香树属8个物种的叶绿体基因组在序列长度、基因数量及组成、GC含量等方面相对保守,反向重复区与小单拷贝区边界高度保守.小单拷贝区和大单拷贝区的变异程度较高,而反向重复区的变异程度较低.(3)半枫荷与蕈树属、枫香树属物种聚成蕈树科分支,并可划分为3个亚分支,亚分支间或物种间可能存在杂交或不完全谱系分选.(4)适应性进化结果显示,在不同模型下蕈树科分支的物种在ndhA等叶绿体基因受选择约束(纯化选择),位点模型也检测到10个基因的28个位点P大于0.99,这些编码基因变异可能与蕈树科植物适应性分化有关.该研究结果支持半枫荷隶属于蕈树科,蕈树科内物种的叶绿体基因可能存在适应性进化,这为同名异物类药材的资源保护和民族药的创新研发提供了参考资料.

利用ArcGIS软件制作以县为单元的中国金缕梅科植物属的空间分布图,并从图中提取每个属的斑块个数、面积及周长,计算斑块的形状指数、最大斑块指数、Simpson均匀度指数和Shannon均匀度指数,定量分析中国金缕梅科植物各属的空间分布区特点,为金缕梅植物资源的保护、开发和利用提供依据.结果 表明:(1)山铜材属、银缕梅属、四药门花属、牛鼻栓属、金缕梅属、壳菜果属均为单种属,其中前三属总面积较小且分布狭窄,后三属的总面积与分布范围均大于前三属;双花木属、山白树属、红花荷属、秀柱花属、半枫荷属、马蹄荷属、蕈树属、水丝梨属、蚊母树属、檵木属、蜡瓣花属、枫香树属均为多种属,随着属的面积增加,其属的分布区范围基本呈递增的趋势,且多种属的数量是单种属的2倍.(2)枫香树属分布区的总面积和最大斑块面积均最大,它能够整体体现出中国金缕梅科植物的空间分布和特点.(3)中国金缕梅科植物属的空间分布类型全部为间断分布,山铜材属、蚊母树属、檵木属和枫香树属呈现主分布区,牛鼻栓属、金缕梅属、壳菜果属、山白树属、半枫荷属、马蹄荷属、蕈树属、水丝梨属和蜡瓣花属呈主次分布区,银缕梅属、四药门花属、双花木属、红花荷属和秀柱花属呈星散分布.

赤水蕈树(Altingia multinervis)具有较高的经济和药用价值,但由于气候变化和人类活动的强烈干扰,使其野生种质资源已近枯竭,被列为国家二级保护植物.为重建末次间冰期以来赤水蕈树地理分布格局变化过程、了解环境因子对潜在适宜区的制约机制,为赤水蕈树及其周围野生动植物的栖息地保护和引种栽培提供可靠的科学依据,该文运用MaxEnt模型结合地理信息系统ArcGIS软件模拟赤水蕈树潜在适生区及其空间变化格局,利用贡献率(PC)、置换重要值(PI)和刀切图评估制约现代地理分布的主导因子.结果表明:(1)优化的MaxEnt模型预测精度极高,AUC值大于0.97;赤水蕈树现代潜在适生区主要集中分布在贵州、四川和重庆交界的长江流域周围,其中以贵州赤水河流域为最佳适宜区;昼夜温差月均值(bio2)、年降水量(bio12)、降水季节性变化(bio15)和温度年较差(bio7)四个关键环境因子影响赤水蕈树的地理分布.(2)现代赤水蕈树潜在中高适生区面积2.6926×104 km2,末次间冰期、全新世中期、未来时间段(2041—2060年、2061—2080年)低浓度(RCP2.6)和高浓度(RCP8.5)的中高适生区面积分别是2.2773×104、2.8310×104、2.1596×104、2.6051×104、2.3304×104、2.4604×104 km2.(3)在未来4种排放情景下,赤水蕈树新增的面积集中在四川和贵州区域,而在过去的全新世中期则集中分布在重庆区域.综上结果表明,赤水蕈树分布范围狭窄,而赤水河流域独特的地形优势可能是其避难的主要场所.