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孫衛(wèi)邦研究組在植物雜交式物種形成的理論與方法方面取得新進(jìn)展

文章來源:昆明植物園  |  發(fā)布時(shí)間:2016-08-23  |  作者:馬永鵬, Tobias Marczewski  |  瀏覽次數(shù):  |  【打印】 【關(guān)閉

 

  物種形成是進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域研究的一個(gè)核心問題,而物種形成的一個(gè)重要途徑就是雜交式物種形成。其主要通過異源多倍體化和同倍體雜交兩種方式實(shí)現(xiàn)。相對(duì)于前者,植物同倍體雜交物種形成(Homoploid hybrid speciation, HHS)的經(jīng)典案例很少。Schumer et al. (Evolution, 2014) 提出了HHS必須具備的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn):①雜交的分子生物學(xué)(或基因組學(xué))證據(jù);②雜種與親本的生殖隔離證據(jù)和③與生殖隔離最密切的性狀起源于天然雜交。能夠滿足這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的HHS,目前只有向日葵的HHS經(jīng)典研究。但是,根據(jù)Schumer et al. (PLOS Genetics, 2015)最新的模型模擬分析,通過雜種與親本在遺傳上的不親和機(jī)制,HHS可以在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)。并且,其在自然界發(fā)生的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前的研究報(bào)道。  

  孫衛(wèi)邦研究組馬永鵬副研究員在系統(tǒng)分析前人的研究基礎(chǔ)上,結(jié)合最新的研究案例,提出了群體遺傳學(xué)與生殖隔離相結(jié)合的研究思路。尤其是對(duì)于蟲媒傳粉的被子植物,研究者在得到清晰的群體遺傳學(xué)證據(jù)之后,應(yīng)該細(xì)致的評(píng)估和量化雜種與親本的生殖隔離強(qiáng)度,尤其是對(duì)于植物傳粉者敏感的花色與氣味方面。最新的研究案例已經(jīng)顯示:天然雜交后代可以在很短的時(shí)間內(nèi),通過花色與氣味的差異調(diào)控其與親本在傳粉者種類與偏好的差異,迅速達(dá)到與親本合子前隔離的目的,加速HHS的過程。 

  另外,Tobias Marczewski博士與馬永鵬副研究員在貴州百里杜鵑保護(hù)區(qū)研究馬纓花杜鵑與露珠杜鵑的天然雜交區(qū)的物種形成與基因漸滲時(shí),由于需要對(duì)該雜交區(qū)大量植株進(jìn)行常年跟蹤觀察與采樣分析,如何準(zhǔn)確定位每一個(gè)植株并且長(zhǎng)時(shí)間跟蹤標(biāo)記,是關(guān)系此項(xiàng)工作順利開展的前提條件。GPS定位的誤差太大,僅對(duì)目標(biāo)植株進(jìn)行GPS定位與普通掛牌標(biāo)記,很難達(dá)到預(yù)期效果。為此,研究人員嘗試了一種標(biāo)記木本植物的新方法(RFID電子標(biāo)簽)。通過比較不同發(fā)射頻率的RFID的接收器和電子標(biāo)簽,在不同的地理環(huán)境和植株密度條件下的尋找目標(biāo)植物的效率,發(fā)現(xiàn)了一套大大縮短尋找目標(biāo)植物發(fā)現(xiàn)時(shí)間的RFID的接收器與電子標(biāo)簽。該方法將會(huì)對(duì)今后的群體遺傳學(xué)、傳粉生態(tài)學(xué)和保護(hù)遺傳學(xué)方面的植株定位,提供一個(gè)新的方法。  

  上述研究結(jié)果,分別以Pollinator-mediated isolation may be an underestimated factor in promoting homoploid hybrid speciation7: 1183;網(wǎng)址鏈接:http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2016.01183/full)和Evaluation of RFID tags to permanently mark trees in natural populations7: 1342;網(wǎng)址鏈接:http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2016.01342/abstract)為題,同時(shí)在植物學(xué)主流期刊 Frontiers in Plant Science 發(fā)。 

 

  不同發(fā)射頻率的RFID接收器和電子標(biāo)簽在各個(gè)方向的識(shí)別距離 


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