中文摘要：

第四纪冰期及由其导致的海岸带栖息环境的急剧变更对北半球海洋植被的区系形成和演化产生了深远的影响。本项目以在西北太平洋和北大西洋呈异域分布的红藻角叉菜（Chondrus ocellatus）和皱波角叉菜（C. crispus）为研究对象，运用种群遗传学和分子系统地理学的原理和研究方法1、全面整理角叉菜和皱波角叉菜的系统分生和谱系关系，通过结合多维分子数据和地质历史事件，分析上新世晚期白令海峡缺口打开在该姊妹种演化中的作用；2、探讨末次冰盛期形成的北大西洋冰期避难所与皱波角叉菜种群冰期后再定居与扩散，以及末次冰盛期形成的西北太平洋边缘海与角叉菜种群隔离之间的关系。本项目不仅可从生物进化与遗传学角度解释全球气候变化/环境效应对海藻生物多样性改变的影响，而且对于当前海藻生物资源的保护和利用具有重要的理论和实践意义。

结论摘要：

国家自然科学基金青年项目“角叉菜和皱波角叉菜的比较进化地理学研究（31000103）”通过分析基于种群水平的线粒体Cox1基因和核糖体ITS间区，获得了大量的分子遗传学数据和可用于DNA条形码分类鉴定的基因数据，揭示了两种红藻的空间遗传多样性分布特征和种群结构，推测了更新世末期冰期在其遗传分化和地理分布变动中的主导作用，首次获得了皱波角叉菜在西北太平洋地区分布的形态学和遗传学证据，取得了一系列重要的进展。 1、完成了北大西洋全部 25 个不同地点的皱波角叉菜样本采集工作，基于核糖体nrDNA ITS和mtDNA Cox1基因分析了基于种群水平的遗传变异和分子多态性特征，阐明了北大西洋皱波角叉菜的多样性时空分布模式，发现其跨大西洋的进化演散路径（在更新世末期不对称性的从西欧向北美扩散），检测到西北大西洋近岸存在多个更新世末期的避难所，推测了基因扩散的方向和有效种群大小等多个进化生物学变量参数，在大型海藻的种群遗传学和进化生物学研究方面取得重要突破。 2、获得了北太平洋地区的18个角叉菜种群样本，nrDNA ITS和mtDNA Cox1标记一致的表明西北太平洋地区的角叉菜种群在地理上已演化成3个谱系，其中日本近海的角叉菜样本已经进化成一个独立的谱系，而中国近海和朝鲜半岛则共享另外两个遗传谱系。基于Cox1和ITS数据的分子多态性检测表明近75%的遗传变异发生在角叉菜种群内，约20%的遗传变异发生在种群间，其它5%的遗传变异存在于地域之间。历史动态模式分析表明西北太平洋角叉菜种群的时空演化时间发生在更新世早期。 3、形态学和分子数据显示皱波角叉菜，这一先前仅仅发现限制性的分布在西北大西洋的红藻，也分布于西北太平洋地区（南萨哈林岛），这是有关该种红藻在太平洋地区分布的首次报道。 4、全面评估了更新世末期古气候变化及由此导致的西北太平洋海洋地理结构的重新配置（如边缘海（Marginal sea）的形成）对近岸海洋植被地理分布的影响，分析了潮下带海藻铜藻在这一典型生态系统内的进化历史和时空演化动力学过程，深入探讨了西北太平洋近岸的复杂海流系统对其地理分布和演化模式的影响。 本项目的顺利完成极大地提升了我们对海藻物种形成和时空演化过程的认识，丰富了海洋生物的进化遗传学理论。