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科研进展

昆明植物所在中国中西部—日本间断鹿蹄橐吾的谱系地理学研究取得进展

文章来源:资源植物与生物技术所级重点实验室  |  发布时间:2013-04-23  |  作者:龚洵  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

许多植物类群在亚洲、北美洲、欧洲间呈间断分布。以往对间断分布成因的研究大多缺乏直接依据,只能根据分布现状推测原因。近年来,许多学者开始从分子生物学水平对一些间断分布的植物类群进行研究,然而这些研究类群主要集中于东亚-北美间断分布,或仅局限于华东—日本间断分布,而对中国中西部—日本间断分布类群的研究几乎没有。

中国科学院昆明植物研究所龚洵研究员指导的博士王金凤,选取呈中国中西部—日本间断分布的鹿蹄橐吾(Ligularia hodgsonii)开展了谱系地理学研究。采用母系遗传的三个叶绿体DNA基因间隔区片段(trnQ-5rps16、trnL-rpl32、psbA-trnH)对全分布区29个居群(中国中西部地区:23个;日本:6个)的280个个体进行了研究,主要进展如下:

1.三个叶绿体DNA基因间隔区片段共鉴定出19个单倍型,其中12个分布于中国地区,7个分布于日本,两地区间没有共享单倍型,但两地区内的鹿蹄橐吾具有相似水平的遗传多样性。S-DIVA分析、parsimony network分析结果均表明鹿蹄橐吾在中国和日本的间断分布是由地理隔离所致,分子钟推算隔离事件发生在更新世中晚期(middle-late Pleistocene)。在此时期内,受冰期的影响,日本岛屿与中国大陆间的陆桥反复出现并最终被淹没,从而导致地理隔离。

2.中性检验、失配分析及贝叶斯分析对鹿蹄橐吾全部居群和两个地理分区的研究表明鹿蹄橐吾在中国大陆与日本发生隔离后,均未发生居群扩张,而是在不同的区域内独立演化。受最后一次大冰期影响,中国东部地区低温干旱,鹿蹄橐吾曾发生大量灭绝,而中国中西部地区及太平洋西北部一带相对温暖湿润。分析表明,中国四川盆地周围区域是鹿蹄橐吾的多个冰期避难所,而本州岛北部地区是鹿蹄橐吾在日本的冰期避难所。

上述结果以“Phylogenetic patterns and disjunct distribution in Ligularia hodgsoniiHook. (Asteraceae)”为题已发表在Journal of Biogeography上,文章链接(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jbi.12114/abstract)。

该研究得到了973项目(2007CB411600)的资助。

 

图1 鹿蹄橐吾29个居群中19种叶绿体基因组单倍型的地理分布。各单倍型在每个居群中的分布频率用饼图表示

图2 鹿蹄橐吾19个叶绿体单倍型基于BEAST构建的系统关系。分支上方的数字表示后验支持率。饼状图表示基于S-DIVA的祖先群的比例。


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原本山川 极名草木