辰山中心在中国西南常绿阔叶林演化研究中取得

2019-09-22 20:21 来源:未知

10月18日,上海辰山植物园(中国科学院上海辰山植物科学研究中心)植物系统与进化组在《树木遗传学与基因组学》(Tree Genetics & Genomes)上发表题为Evolutionary history of subtropical evergreen broad-leaved forest in Yunnan Plateau and adjacent areas: an insight from Quercus schottkyana 的文章。

常绿阔叶林除在维持生态平衡和生物多样性、区域气候稳定等方面具有重要生态功能外,与人类的生产生活息息相关。认识常绿阔叶林的历史动态有助于预测未来气候变化对常绿阔叶林的组成及分布的影响,并可为生物多样性的保护提供重要信息。

由于具有复杂的地形及极高的物种多样性和特有性,中国西南地区物种的形成及演化受到生物地理学及进化生物学家的广泛关注。然而,亚热带常绿阔叶林作为这一区域的主要植被类型,人类对其演化动态还知之甚少。

栎属青冈组QuercussectionCyclobalanopsis特有分布于东亚,为此区域常绿阔叶林的建群种,是研究东亚常绿阔叶林演化的理想材料。中国科学院上海辰山植物科学研究中心辰山植物系统与进化研究组利用简化基因组测序产生的直系同源序列,重建了栎属青冈组的系统关系及生物地理演化。系统发育树显示栎属青冈组为单系类群,组内的分支跟形态解剖性状相对应,分为2个大支,6个小支;基于化石矫正的分化时间分析显示,青冈组在渐新世末期开始分化,这与喜马拉雅的隆升及中南半岛板块横向挤压的时间相吻合;青冈组的多样化速率在中新世末期最高;中新世中期适宜的气候及东亚夏季风的加强促进青冈组从中国-喜马拉雅区和古热带区向中国-日本区的扩散。

辰山中心植物系统与进化组研究助理姜小龙在研究员邓敏的指导下,结合谱系地理学、物种分布区模拟和回归分析对中国西南地区亚热带常绿阔叶林建群、特有种滇青冈(Quercus schottkyana)的进化格局进行了分析。研究人员利用叶绿体和核微卫星标记对采集到的29个居群380个样本分析显示:滇青冈的分化开始于中新世末期,居群在近期没有经历过显著的扩张;物种的遗传多样性跟末次盛冰期(Last Glacial Maximum,LGM)以来生境稳定性显著负相关,而遗传结构跟纬度显著相关。物种潜在分布区模拟显示滇青冈自末次盛冰期以来具有稳定的分布范围。

研究结果显示,新近纪的气候变化及印度和欧亚板块碰撞引起的地质活动,对东亚常绿阔叶林的时空演化具有重要的影响。相关研究结果以Phylogeny and biogeography of East Asian evergreen oaks (Quercus section Cyclobalanopsis; Fagaceae): insights into the Cenozoic history of evergreen broad-leaved forests in subtropical Asia为题,在线发表在Molecular Phylogenetics and Evolution上。研究工作得到了国家自然科学基金和上海市绿化和市容管理局项目的支持。

研究结果表明,中新世末期云南高原的隆升可能促使滇青冈的分化。虽然滇青冈自末次盛冰期以来的分布稳定,但其波动的气候促进滇青冈局部的迁移、扩散。来自不同区域的滇青冈在生境不稳定区域接触而显示出较高的遗传多样性。滇青冈作为亚热带常绿阔叶林的建群种,该研究为了解中国西南地区亚热带常绿阔叶林的演化历史提供了新的视角。

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