菊科华蟹甲属（Sinacalia）是中国特有属。近年来对华蟹甲属植物的化学成分和药理活性的研究都表明其有效成分具有抗肿瘤、消炎、抗菌和杀虫等生物活性,可能是一种新型抗肿瘤、抗氧化、抗菌等特效药物资源,同时在抗氧化和抗II型糖尿病等方面具有潜在的应用价值。研究某一种质资源的遗传背景和进化潜力是物种可持续利用的必要前提和基础。分子标记方法则可以为野生植物种质资源保护和利用提供更好的研究平台,在植物遗传多样性研究上能发挥更为重要的作用。外来物种入侵是导致正在进行的第六次物种大灭绝中的一个重要原因。目前,生物入侵已成为当今世界的一个严重的环境问题,对生态安全、社会经济和人类健康都造成了严重的威胁,因而也成为全球关注的一个焦点问题。华蟹甲（Sinacalia tangutica（Maxim.）B.Nord.）是华蟹甲属分布最广的一种大型草本植物,虽是中国特有属,其有效的种子传播和扩散机制、并通过块茎进行繁殖具有良好的集群能力,使其具有非常强的扩散能力,尤其在干扰环境下具有潜在的入侵风险。遗传多样性对物种的短期扩散（入侵）成功和长期进化都具有重要的影响。要合理有效的控制和管理外来入侵物种,弄清其遗传多样性和遗传结构是基础,尤其是入侵初期的扩散机制和路径。然而,对华蟹甲的生物学相关研究非常少,尤其华蟹甲的遗传多样性和遗传结构还一无所知,而这些恰恰是今后物种可持续利用、物种保护和管理的基础。而要开展遗传多样性的研究以及分子标记辅助育种（marker-assisted selection）等研究,分子标记的开发是第一步。基于此,我们首先通过简化基因组测序的方法,对华蟹甲的SSR信息进行全面的分析,并据此开发其SSR分子标记。然后,利用10对批量扩增效果好的引物进行七姊妹山国家级自然保护区内不同历史的华蟹甲居群进行遗传多样性和遗传结构分析,以期能从中推断其可能的扩散模式,并回答如下三个科学问题。1)新扩散地的遗传多样性是否低于其来源居群,即是否存在建立者效应?2)目前华蟹甲在研究群落中的分化程度如何?其遗传距离与地理距离之间是否存在相关性?3)不同年份定植历史的居群是否具有不同的遗传背景?1.华蟹甲的SSR引物开发华蟹甲简化基因组SSR位点数量和类型丰富,共得到双端含有100 bp六种类型的SSR（一至六核苷酸）的SSR位点46674个,复合型SSR位点3062个。其中包含均有引物片段的SSR数目为43235,片段引物设计率为92%。单核苷酸重复、二核苷酸重复和三核苷酸重复类型的数量较多,占主导地位。单碱基重复基序数量最多占46.13%,其次为二核苷酸重复序列占比39.48%,再次为三核苷酸的重复序列占12.55%,其他类型的SSR序列很少只占1.84%。在321种重复单元中,最常见的是单核苷酸重复（A/T）10。利用已合成的200对引物对16个华蟹甲样品进行荧光SSR扩增,共筛选出20对特异性和多态性较高的引物,为华蟹甲遗传结构、图谱构建、标记辅助育种以及物种管理等方面提供依据并奠定了基础。2.华蟹甲的遗传多样性与遗传分化10对SSR引物共检测出83个等位基因位点,每个等位基因的等位基因数在2-14之间,均值为8.3,平均有效等位基因数为2.4341。shannon’s信息指数（I）的变异范围为0.5456–1.6804,平均为1.1570。各位点的多态性信息含量指数（PIC）在0.2951–0.6611之间,平均为0.5136,具有较高的多态信息,表明所选SSR引物均能有效地揭示华蟹甲的遗传多样性。物种水平上观测杂合度（Ho）和期望杂合度（He）分别为0.4324和0.5565。遗传多样性分析结果证明华蟹甲在局域扩散的过程中同样存在奠基者效应,新扩散地的遗传多样性要低于来源地。用于分析的153个个体共来源于5个样地,Sr1-Sr4样点位于小路两边,Sh4样地位于远离路的林窗地带。其中Sr2样地是早期华蟹甲集中分布点,但是因为工程原因2019年Sr2样地被破坏的原因华蟹甲大幅度减少,其他三个样地中的华蟹甲是后期扩散而来。遗传多样性的分析结果与之相符,尽管在Sr2只采集到了14个个体的样品,但是其观察和预期的杂合度都是最高的,分别为0.542和0.564。同样,结果同样支持居群扩散机制的中心—边缘模式,核心区遗传多样性较高,在扩散同时由于奠基者效应导致扩散边缘生境的遗传多样性降低。此外,同一样带中不同年份扩散形成样方也存在遗传差异,扩散历史久其遗传多样性也增高。这说明的随着时间的积累华蟹甲经过多次的扩散,新扩散地的遗传多样性会逐步增加。这又进一步促进了华蟹甲的向外扩散,这与入侵植物的多次引入导致高的遗传多样性类似。因此,在今后的物种管理上有必要对此类物种的局域扩散进行适当的监控和管控。10个SSR位点的F统计量检测结果表明:研究地华蟹甲已经存在明显的遗传分化,处于中等水平。其遗传分化系数(Fis)为0.1197,说明总的遗传变异中11.97%来自于样带间,大部分仍存在于仍于样带内（88.03%）。近交系数(Fis)为0.1444,群体间总的基因流为1.8388,群体间基因流中等,不易因遗传漂变而造成分化。Fis的均值为0.1444和Fit平均值0.2468,表明所取的居群的华蟹甲纯合子过剩,主要以近交为主,这可能是奠基者效应引起的。3.华蟹甲的遗传结构与扩散STRUCTURE分析结果显示:最适ΔK值为3,表明所检测的群体中来自来3个基因库的存在（图3.3）,四个样地的华蟹甲居群非均质、具有明显的遗传结构。当K=3时,sh4的样本的基因组成主要来源于基因库1;sr1和sr2主要源于基因库2和基因库3;sr3的基因组成主要源于基因库1和基因库2;sr4的基因组成主要源于基因库3。我们观察到的华蟹甲的扩散途径可以解释目前检测出来的遗传结构。首先,sr2是早期发现华蟹甲分布的样地,三种基因库都存在,但以基因库2和基因库3为主。华蟹甲沿着公路往保护区方向进行扩散时,往保护区的方向扩散中,原本占比不多的基因库1反而得到扩散,尤其是在远离公路的sh4样地占了优势。但是sr3的群体是通过2017和2018两次扩散的结果,早期扩散的居群（plot4和plot5）中以基因库2为主,后期扩散的居群以基因库1为主,也在sr3中占有一定的比例。而在往城镇去方向扩散的过程中基因库1和基因库2逐步丢失。这种扩散模式与不同群体间的遗传距离也相一致;sr1和sr4间的遗传距离最小,为0.0919;sh4和sr4间的遗传距离最大,为0.3217。目前关于遗传结构的研究主要在较大的地理尺度进行,对小地理范围内的研究仍然十分有限。由于植物的扩散和遗传分化首先是在微生境水平上进行的,在精细尺度上的研究同样是非常必要的。通过分子遗传信息,一方面可以回溯物种扩散或入侵的路径,另一方面可以检测扩散或入侵过程中的瓶颈效应或建立者效应。而我们的结果则说明在小地理尺度上通过遗传多样性和遗传结构分析是行之有效的研究手段,这在物种保护、监控和管理的实际应用中具有非常重要的意义。