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科研進(jìn)展
龔洵研究組在長(zhǎng)葉蘇鐵的譜系地理學(xué)研究中取得新進(jìn)展 文章來(lái)源:資源植物與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2016-09-28 | 作者:鄭穎 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 蘇鐵類(lèi)植物是現(xiàn)存較為古老的種子植物,一直是保護(hù)生物學(xué)和植物學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。長(zhǎng)葉蘇鐵(Cycas dolichophylla K.D. Hill, T.H. Nguyen & K.L. Phan)因其羽葉長(zhǎng)而大、小羽葉數(shù)較多而得名,具有重要的研究和觀賞價(jià)值,為國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物。長(zhǎng)葉蘇鐵沿紅河斷裂帶兩側(cè)分布,生長(zhǎng)于我國(guó)云南東南部及越南北部的常綠林下。 中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所龔洵研究組長(zhǎng)期研究蘇鐵屬植物的譜系地理和保護(hù)遺傳學(xué)。在長(zhǎng)葉蘇鐵的研究上,鄭穎博士采用四個(gè)葉綠體片段(atpH-atpI,psbM-trnD,trnL-trnF,trnS-trnG),三個(gè)核基因(GTP,PHYP,PPRC)和16個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)(SSR)研究了長(zhǎng)葉蘇鐵的遺傳多樣性、遺傳結(jié)構(gòu)和譜系地理結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,長(zhǎng)葉蘇鐵的遺傳多樣性較高,且居群間遺傳分化顯著。四個(gè)葉綠體片段聯(lián)合分析結(jié)果顯示,長(zhǎng)葉蘇鐵的葉綠體單倍型具有顯著的譜系地理結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)沿紅河斷裂帶兩側(cè)分布的“西南-東北”分布模式(圖1a);而微衛(wèi)星研究結(jié)果表明長(zhǎng)葉蘇鐵單倍型呈現(xiàn)“中國(guó)-越南”的分布模式(圖2);核基因結(jié)果表明長(zhǎng)葉蘇鐵核單倍型并未呈現(xiàn)顯著的譜系地理結(jié)構(gòu)(圖1b-d)。葉綠體、核基因及SSR數(shù)據(jù)產(chǎn)生不同遺傳分化格局與其遺傳方式及進(jìn)化速率不一致有關(guān)。 利用葉綠體聯(lián)合片段及核基因推斷長(zhǎng)葉蘇鐵的居群動(dòng)態(tài),表明長(zhǎng)葉蘇鐵在中更新世發(fā)生居群擴(kuò)張,但在晚更新世至全新世期間,居群數(shù)量開(kāi)始下降(圖3)。 通過(guò)上述分析,研究推測(cè):受新生代受青藏高原抬升的影響,紅河斷裂帶的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和海拔梯度發(fā)生變化,產(chǎn)生了復(fù)雜的地形和不同地域下的局部小氣候環(huán)境,促進(jìn)長(zhǎng)葉蘇鐵的物種形成和分化。隨后,第四紀(jì)氣候的動(dòng)蕩以及人為因素的作用影響長(zhǎng)葉蘇鐵的遺傳結(jié)構(gòu)和居群動(dòng)態(tài)。本研究對(duì)紅河斷裂帶兩側(cè)植被的分化研究具有重要的指導(dǎo)意義,亦為長(zhǎng)葉蘇鐵的保護(hù)提供參考和依據(jù)。研究結(jié)果以“Tectonic and climatic impacts on the biota within the Red River Fault, evidence from phylogeography of Cycas dolichophylla (Cycadaceae) ”為題發(fā)表于Scientific Reports (http://www.nature.com/articles/srep33540)。該研究得到NSFC-云南聯(lián)合基金(U1136602)的資助。
圖一 長(zhǎng)葉蘇鐵單倍型的地理分布式樣(a: 葉綠體聯(lián)合片段; b: GTP; C: PHYP; d: PPRC) 圖二 基于貝葉斯分析的長(zhǎng)葉蘇鐵居群聚類(lèi)結(jié)果(K = 2) 圖三 長(zhǎng)葉蘇鐵的歷史種群動(dòng)態(tài)(a: 葉綠體聯(lián)合片段; b: GTP; C: PHYP; d: PPRC) |
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