南台灣特稀有植物之遺傳保存及遺傳多樣性調查─黃芩屬特有種植物案例

本研究選取南台灣特稀有的黃芩物種(南台灣黃芩、台灣黃芩及布烈氏黃芩)和一廣泛分布之藥用黃芩(印度黃芩)做為材料，篩檢其多型性微衛星體DNA基因座，作為未來監測遺傳多樣性高低之分子標誌。在此研究中，我們成功篩檢了24組具有多型性變異的微衛星體基因座，分別可在台灣黃芩、南台灣黃芩、布烈氏黃芩以及印度黃芩中成功擴增7組、12組、17組及13組基因座。在遺傳多樣性的分析上，台灣黃芩被檢測出具有最低的遺傳歧異度，而南台灣黃芩則在近期的演化歷史中，呈現族群快速篩檢的情況，布烈氏黃芩則因有較低的近交係數，顯示其族群有較高的機會進行異交，作為對照組之印度黃芩，在台灣的族群因近交係數高，因此雖族群無衰減之疑慮，但仍需注意其族群隔離的情況。在未來的族群大小預測上，當族群發生99％的族群衰減壓力時(例如棲地縮減等)，這些物種將會在200年內消失，當族群發生90％的族群衰減壓力時，這些物種將會在1000年內消失。因此在這些物種的保育上，必須更加關注目前遺傳多樣性較低的物種(如台灣黃芩)及曾經發生過明顯的族群大小衰減的物種(如南台灣黃芩)，以維持物種之存續。在chalcone synthase (CHS)基因的演化中，我們篩檢出一個基因座，該基因座的胺基酸序列在台灣七個原生種中有三個基因型，彼此間有許多的胺基酸差異。經過paml的檢測後，在free-ratio model下在台灣七種原生種的類群中，檢測出兩個支系之ω＆gt;1，但經檢查後推論應為false positive，並與另一參考基因CAD比較後，推論CHS基因的胺基酸差異與天擇壓力無關，而是由於這些物種的起源不同所致。因此未來在這些原生種或特有種的應用性上，建議可依物種的不同來源進行功能上的差異性的進一步研究。