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科研進(jìn)展
昆明植物所研究發(fā)現(xiàn)紫麻屬演化映射了東南亞地區(qū)地質(zhì)與氣候歷史 文章來源:中國西南野生生物種質(zhì)資源庫 | 發(fā)布時(shí)間:2022-06-21 | 作者:吳增源 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 東南亞地區(qū)是全球生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)之一,生物多樣性高度富集。該地區(qū)還分布有世界上最大的島嶼群,是生物地理學(xué)早期發(fā)祥地,被譽(yù)為生物地理學(xué)研究的“天然實(shí)驗(yàn)室”。地質(zhì)學(xué)證據(jù)表明東南亞地區(qū)具有復(fù)雜的地質(zhì)和氣候歷史,分別在距今4500萬年前、2500萬年前和500萬年前經(jīng)歷過三次劇烈的地質(zhì)事件。這些事件對(duì)該地區(qū)生物多樣性的起源演化產(chǎn)生了重要影響,但與地質(zhì)歷史相伴相生的過程中,生物類群的演化能否能反演該地區(qū)地質(zhì)和氣候歷史還不得而知。 近日,中國科學(xué)院昆明植物研究所李德銖團(tuán)隊(duì)依托中國西南野生生物種質(zhì)資源庫,通過與英國皇家植物園邱園、愛丁堡大學(xué),加拿大多倫多大學(xué)、文萊大學(xué)和荷蘭萊頓大學(xué)等單位合作,選擇東南亞地區(qū)蕁麻科特有植物類群紫麻屬(Oreocnide)為研究對(duì)象,通過物種和地理分布區(qū)的全面取樣,利用基因組淺層測(cè)序獲得該屬10種共63個(gè)個(gè)體的質(zhì)體基因組和核糖體大亞基(nrDNA)序列,并據(jù)此重建了紫麻屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系;進(jìn)而結(jié)合分子鐘估算和生態(tài)位模擬,深入開展了該屬植物的生物地理學(xué)研究。結(jié)果表明:(1)系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)分析在很大程度上理清了紫麻屬內(nèi)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,支持該屬為單系類群,并且發(fā)現(xiàn)屬內(nèi)除了三脈紫麻、廣西紫麻和寬葉紫麻外,其余種均為單系,暗示可能存在隱存種。(2)紫麻屬植物在距今約4200萬年前和其近緣類群分異,并在距今約606萬年前開始發(fā)生多樣化。結(jié)合該屬現(xiàn)生植物高溫、高濕的生境,推斷紫麻屬植物的多樣化可能和東南亞地區(qū)劇烈的地質(zhì)氣候事件息息相關(guān),故推斷東南亞地區(qū)最后一次劇烈的地質(zhì)事件有可能發(fā)生在距今606萬年前,比地質(zhì)學(xué)證據(jù)早約100萬年。(3)紫麻屬植物起源于中國南方地區(qū),先后經(jīng)過至少4次“大陸到島嶼”的長(zhǎng)距離擴(kuò)散事件形成現(xiàn)今分布格局,這暗示東南亞地區(qū)植物區(qū)系有很多遷入成分。(4)紫麻屬植物在距今313萬年前和119萬年前發(fā)生了快速物種形成。結(jié)合生態(tài)位模擬結(jié)果,推斷這可能映射了更新世以來該地區(qū)冰期震蕩和海陸變遷的歷史。綜上所述,該研究為認(rèn)識(shí)東南亞地區(qū)生物、地史和氣候的協(xié)同演變提供了新的視角。 該研究成果以Phylogenomics and evolutionary history of Oreocnide (Urticaceae) shed light on recent geological and climatic events in SE Asia為題在線發(fā)表于國際進(jìn)化生物學(xué)主流期刊《分子系統(tǒng)發(fā)育和進(jìn)化》(Molecular Phylogenetics and Evolution)。中國科學(xué)院昆明植物研究所吳增源副研究員為論文第一作者,李德銖研究員為通訊作者。本研究得到了中國科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)(XDB31000000)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31970356, 41571059, 41971071)、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)(2019385)等項(xiàng)目的資助。
圖1 用不同方法估算紫麻屬的分化時(shí)間 圖2 紫麻屬的生物地理歷史重建
圖3 紫麻屬潛在分布區(qū)的變化 (責(zé)任編輯:李雪)
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