基于水杉叶角质层微形态学的研究，申请人及合作者最近提出一个关于水杉演化的假说：现生水杉自然居群其主体是基因突变的产物，而地质历史时期曾作为北半球植被主要分子的古水杉仅残留极少数的现生代表。本项目旨在通过古植物学和现代植物学相结合的方法论证这一假说：根据最新的水杉化石完整记录，全面分析叶角质层类型在地史上的出现和地理分布情况；在现生自然居群中进行扩大范围的采样以从分子系统学角度进一步检验基因突变的假说；选择不同纬度、不同生境下栽培的同基因源的水杉植株进行叶角质层特征与气候因子的相关性分析，以验证生态因子对微观表型变化的影响。上述工作，不仅将对该假说进行验证，还将应用据现生水杉叶角质层微观形态与环境因子建立的关系检验全球气候变化模式；详细揭示水杉的古地理分布和演化历程与气候变化的关系，从而解决水杉仅存留于我国西南地区的原因这个存疑半个多世纪的理论问题；并为水杉这一濒危物种的保护提供理论指导。