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青藏高原植物适应与进化学科组揭示了青藏高原和喜马拉雅地区山地虎耳草种内的快速分化历史
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2018-11-30 科技处 | 【 】【打印】【关闭

   近年来,越来越多的研究者们对青藏高原及其周边地区的植物进行了谱系地理学研究,这些研究主要集中于确定物种的冰期避难所位置及其间冰期时的扩张路线,而关于物种内快速分化的现象尚未进行清晰的探讨。本研究揭示了第四纪气候变化对青藏高原和喜马拉雅地区的一种高山草本植物山地虎耳草(Saxifraga sinomontana)的居群遗传结构和进化历史的影响,结果发表在“Frontiers in Genetics”期刊上。 

  本研究利用两套叶绿体片段(trnL-trnFrpl16)和核基因ITS片段对山地虎耳草的29个居群(350个个体)进行了进化历史的研究。研究结果表明:在该物种350个个体内共检测到89个单倍型和158个基因型。其中,只有少数单倍型/基因型呈广泛分布的状态,大部分的单倍型/基因型都为单个居群所特有,且这些居群均匀分布在山地虎耳草的现有地理范围内。这一现象表明该物种在第四纪冰期时可能存在多个微型避难所。此外,单倍型/基因型之间的系统发育关系也没有得到很好的揭示。因此,结合该物种单倍型种类丰富、特有单倍型数量多及单倍型分化程度浅等特点,我们推测山地虎耳草种内经历了一个快速分化的过程。分子钟估算结果显示山地虎耳草种内的分化时间为1.09Ma,这与青藏高原第四纪首次盛冰期发生的时间(1.17Ma)相吻合。 

  基于以上研究结果,我们推测对于青藏高原和喜马拉雅地区的山地虎耳草来讲,第四纪气候的反复波动可能触发了该物种种内的快速分化。当然,山地虎耳草物种本身具有着广泛的生态位,且与其同域分布的近缘物种之间可能存在基因渐渗/杂交,这些因素可能在一定程度上也影响着该物种的遗传结构,而这些相关的内容还需要进一步的研究来加以探讨。 

1 山地虎耳草单倍型和基因型的地理分布图

  2 基于山地虎耳草基因型进行的分歧时间估算示意图 

  原文链接:https://doi.org/10.3389/fgene.2018.00381 

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