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科研進(jìn)展
昆明植物所在高山植物花色多態(tài)性驅(qū)動早期物種分化研究中取得新進(jìn)展 文章來源:種質(zhì)庫 | 發(fā)布時間:2025-05-20 | 作者:周知里 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 花顏色是植物與傳粉者交流的視覺信號,花顏色的變化能引起傳粉者轉(zhuǎn)變進(jìn)而引起繁殖隔離甚至物種形成。早花象牙參(Roscoea cautleoides)是姜科象牙參屬多年生草本植物,與其大多數(shù)近緣物種僅具有紫色或藍(lán)色花色不同,該物種同一種群內(nèi)普遍存在紫色花和黃色花兩種植株類型。 近日,中國科學(xué)院昆明植物研究所青藏高原植物進(jìn)化與適應(yīng)專題組聯(lián)合云南大學(xué)和貴州中醫(yī)藥大學(xué),通過研究滇西北高海拔地區(qū)早花象牙參的花色多態(tài)性,揭示了同域分布花色多態(tài)性的生態(tài)效應(yīng)與進(jìn)化意義。研究發(fā)現(xiàn),黃色花的花冠筒長度遠(yuǎn)小于紫色花,長喙蛾類偏好訪問紫色花,熊蜂則偏好訪問黃色花,花顏色的差異促進(jìn)了傳粉昆蟲訪花的專一性進(jìn)而引起了強(qiáng)烈的合子前繁殖隔離。與紫色花植株相比,黃色花植株在種子數(shù)量及種子大小上具有明顯優(yōu)勢,表明黃色花植株比紫色花植株具有更高的繁殖適合度。基于代謝組和轉(zhuǎn)錄組測序分析發(fā)現(xiàn),黃色花的形成與花青素的缺失密切相關(guān),但不同種群中花青素缺失的機(jī)制并不相同,表明黃色花植株是在各自種群中獨(dú)立從紫色花植株中演化而來。同域分布的兩種花顏色植株間已出現(xiàn)遺傳分化,但高度分化的基因主要與繁殖和抗逆相關(guān),而黃色花植株的正選擇基因主要富集于抗逆相關(guān)功能。這些研究結(jié)果表明,花青素的平行缺失驅(qū)動了早花象牙參不同種群的花色多態(tài)性,而這種花顏色差異通過傳粉者偏好進(jìn)一步推動了繁殖隔離和隨后的遺傳分化。該研究揭示了同域分布條件下由花色變化引發(fā)的早期物種分化過程,為中國西南山地植物的物種多樣性形成機(jī)制提供了新的證據(jù)。 研究成果以Parallel loss of anthocyanins triggers the incipient sympatric speciation in an alpine ginger為題發(fā)表于Plant Diversity。 圖1 傳粉者的訪問偏好導(dǎo)致了早花象牙參同域分布兩種花顏色植株間的繁殖隔離 圖2 花青素的平行缺失導(dǎo)致了早花象牙參同域分布兩種花顏色植株間的早期遺傳分化 |
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