【摘 要】
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生物多样性持续下降是全人类共同面临的重大挑战,栖息地丧失是造成生物多样性下降的主要因素。目前,栖息地丧失与生物多样性下降的关系在物种层面得到广泛关注,尤其是对种—面积关系及基于此基础上的物种灭绝率问题的探讨,但栖息地丧失在遗传层面的影响尚未阐明。本研究以濒危物种水杉（Metasequoia glyptostroboides）的野生种群为研究对象,参照物种—面积关系的原理,在采集全部个体的基础上,结
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2016YFC0503102）“典型极小种群野生植物保护与恢复技术研究”第二课题“极小种群野生植物种质资源保护技术研究与示范”; 国家自然科学基金（31670540）“水杉个体DNA身份认证与管理单元确定”
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生物多样性持续下降是全人类共同面临的重大挑战,栖息地丧失是造成生物多样性下降的主要因素。目前,栖息地丧失与生物多样性下降的关系在物种层面得到广泛关注,尤其是对种—面积关系及基于此基础上的物种灭绝率问题的探讨,但栖息地丧失在遗传层面的影响尚未阐明。本研究以濒危物种水杉（Metasequoia glyptostroboides）的野生种群为研究对象,参照物种—面积关系的原理,在采集全部个体的基础上,结合个体在12对微卫星位点的基因信息与个体空间信息,揭示了遗传层面的等位基因—面积关系（Alleles-area relationship,AAR）和特有等位基因—面积关系（Endemic alleles-area relationship,EAAR）。并进一步分析在非全采样情况下,探讨物种灭绝率的估计方法在等位基因随栖息地丧失而丢失中的应用情况。同时,分析了完整的水杉野生种群的遗传信息,并提出保护建议。主要结果如下:1)采用12个微卫星位点分析全部的野生水杉共5602个个体,获得等位基因数197个,平均每位点16.417个,等位基因丰富度为16.347,对全部个体的分辨率为99.79%。全部个体在遗传上聚为两类,可分为西部种群与东部种群,西部种群的遗传多样性（He=0.659）高于东部种群（He=0.644）,二者间的Fst为0.074。2)水杉野生种群的等位基因—面积关系（AAR）拟合幂律函数为:=59.73 0.2254,R~2=0.9487,以及复合函数:y=206.46x/（12.75+x）,R~2=0.9977。当栖息地面积为353.44 km~2,即达到分布区的83.60%时,可以包括所有的等位基因。特有等位基因—面积关系（EAAR）拟合幂律函数为:=197×[1-（1-/422.784）0.3985],R~2=0.9925,及复合函数:=61.5/（554.984-）,R~2=0.9889。等位基因丢失与栖息地面积丧失之间存在非线性关系,等位基因丢失的速率由慢到快。×3)反推等位基因—面积关系（Backward AAR）方法与实际EAAR相比,在栖息地面积丧失小于36%时高估了等位基因的丢失数量,在栖息地面积丧失大于36%时低估等位基因的丢失数量。这种预测方法带来的差异主要是个体聚集分布下AAR与EAAR曲线的非镜像关系所导致,模拟随机分布数据的结果验证了这一点。在个体随机分布的情况下,BAAR曲线（=0.1371）与EAAR曲线（=0.1402）非常接近,Backward AAR方法很好地预测了EAAR曲线。与Backward AAR方法相比,种—面积关系中的随机EAR模型应用于等位基因—面积关系中的估计差异更大,在非全采样时,两种方法对等位基因丢失率的估计应用情况不佳。4)从栖息地丧失层面考虑保护水杉野生个体,实际的EAAR曲线表明至少要保留381.824 km~2,能够留存野生水杉种群99%的等位基因,而实际的AAR曲线显示面积达到353.44 km~2时可以包括全部等位基因,基于EAAR曲线提出的保护策略更为保守;从个体层面,至少需4323棵母树能够留存野生种群99%的等位基因。
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