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　　互葉醉魚草屬于玄參科醉魚草屬中唯一一種葉為互生的重要觀賞植物，集中分布在喜馬拉雅、橫斷山和黃土高原地區(qū)，是為數(shù)不多可以同時(shí)在這三大高原地區(qū)廣泛分布的被子植物。近日，中科院昆明植物研究所極小種群野生植物綜合保護(hù)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外研究組，在互葉醉魚草分布格局和種群歷史研究方面取得系列進(jìn)展。

　　喜馬拉雅、橫斷山地區(qū)和黃土高原在海拔、地質(zhì)歷史與氣候環(huán)境等方面差異顯著，在異域物種形成與種群分化方面具有重要的促進(jìn)作用。黃土高原由于水土流失、氣候惡劣，植物豐富度較低，位于黃土高原的互葉醉魚草生境片段化嚴(yán)重，被列入了《內(nèi)蒙古珍稀瀕危保護(hù)植物名錄》。

　　為了深入解析互葉醉魚草的分布格局、種群歷史以及與適應(yīng)性分化相關(guān)的基因組痕跡，科研人員獲得了互葉醉魚草高質(zhì)量基因組，喜馬拉雅、橫斷山和黃土高原地區(qū)三大區(qū)域48個(gè)居群的樣本重測(cè)序和31個(gè)居群的表型與花瓣反射光譜數(shù)據(jù)。通過(guò)種群結(jié)構(gòu)、種群歷史、祖先種群重建以及距離隔離、適應(yīng)性隔離檢驗(yàn)、生態(tài)位分化檢測(cè)等綜合分析，科研人員揭示了互葉醉魚草跨區(qū)域和區(qū)域內(nèi)的分化進(jìn)程。

　　研究結(jié)果顯示，三大區(qū)域的互葉醉魚草形成了3個(gè)獨(dú)立的明顯分支，完成了異域物種分化。位于黃土高原的互葉醉魚草種群，以六盤山為分界形成了兩個(gè)分支，但基因流明顯，推測(cè)正處于鄰域物種形成階段。

　　祖先種群重建的結(jié)果表明，在互葉醉魚草形成當(dāng)前的分布格局之前，沒(méi)有證據(jù)表明黃土高原種群是通過(guò)喜馬拉雅或者橫斷山區(qū)種群擴(kuò)散而來(lái)。相反，更有可能的是由分布更加廣闊的互葉醉魚草種群，經(jīng)過(guò)諸如昆侖-黃河造山運(yùn)動(dòng)以及氣候動(dòng)蕩、收縮形成了當(dāng)前的間斷分布。同時(shí)科研人員還發(fā)現(xiàn)，互葉醉魚草在種子休眠和成熟以及與溫度刺激、寒冷和防御相關(guān)的基因功能有顯著富集，這些基因在互葉醉魚草分化過(guò)程中的適應(yīng)性分化方面起著重要作用。以上結(jié)果近日在《新植物學(xué)家》發(fā)表。

　　另外，與分布于黃土高原、生境破碎化嚴(yán)重的互葉醉魚草不同，分布于喜馬拉雅地區(qū)的互葉醉魚草與近緣種皺葉醉魚草、互對(duì)醉魚草同域分布?；?duì)醉魚草在發(fā)表之初，根據(jù)形態(tài)推測(cè)其起源可能是互葉醉魚草和皺葉醉魚草天然雜交形成。

　　為了驗(yàn)證互對(duì)醉魚草的雜交起源假說(shuō)和解析親本物種的生殖隔離特征，科研人員采集了2個(gè)雜交區(qū)、4個(gè)純親本居群的材料進(jìn)行了7個(gè)基因片段和10個(gè)表型性狀的綜合分析。此外，為了檢測(cè)親本種間雜交親和性的差異，科研人員又對(duì)引種于昆明植物園的親本進(jìn)行了人工雜交授粉實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果證實(shí)，互對(duì)醉魚草為皺葉醉魚草和互葉醉魚草的自然雜交形成，且大部分是F1代，對(duì)維持親本物種間的界限和生殖隔離起了重要作用。綜合種間雜交授粉結(jié)果和自然雜交后代的母本葉綠體序列檢測(cè)，支持植物學(xué)家劉易斯和克羅于1958年提出的相關(guān)假說(shuō)。此項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表于《BMC植物生物學(xué)》期刊。

　　相關(guān)論文信息：

　　https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.17637

　　https:// bmcplantbiol. biomedcentral. com/articles /10.1186 /s12870-021-02909-7 

互葉醉魚草（中科院昆明植物所供圖） 

　　（科學(xué)網(wǎng) 2021年7月27日） 

　　來(lái)源：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/7/462099.shtm?bsh_bid=5627049051