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Sci Rep:中科院揭示水生植物近缘物种在谱系地理格局和演化历史上的差异及其原因

摘要 : 2016年2月11日,国际学术权威刊物《Scientific Reports》在线发表了中国科学院武汉植物园杜智渊和王青锋研究员的研究成果:“Allopatric divergence of Stuckenia filiformis(Potamogetonaceae) on the Qinghai-Tibet Plateau and its comparative phylogeography with S.pectinata in China”,对中国分布的篦齿眼子菜属物种进行了谱系地理学研究。

 2016年2月11日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Scientific Reports》在线发表了中国科学院武汉植物园杜智渊和王青锋研究员的研究成果:“Allopatric divergence of Stuckenia filiformis(Potamogetonaceae) on the Qinghai-Tibet Plateau and its comparative phylogeography with S.pectinata in China”,对中国分布的篦齿眼子菜属物种进行了谱系地理学研究。

水生植物是中国植物多样性构成和湿地生态系统中的重要类群。水生植物的分布区通常比较广泛,许多物种同时分布于中国的西北和北方的温带地区以及西南的云贵高原,其中一些物种在青藏高原也有分布。由于同域分布,这些物种间的杂交现象非常普遍,其中眼子菜科(Potamogetonaceae)的物种较为典型。

该项研究对中国分布的篦齿眼子菜属物种进行了谱系地理学研究。结果表明广泛分布于中国北方、西北和西南地区的篦齿眼子菜(Stuckenia pectinata)具有三种纯合基因型和三种杂合基因型,由于频繁的基因流,核基因型和叶绿体单倍型均没有形成明显的地理结构。祖先地理重建表明篦齿眼子菜最古老的单倍型仅分布在西北地区,而后向北方和西南地区扩散。与之相反,仅分布于青藏高原地区的丝叶眼子菜(S. filiformis),由于唐古拉山和念青唐古拉山的地理隔离阻碍了基因流,因此形成了青藏高原东部和南部两个不同的谱系地理群体。分化时间分析表明这两个谱系的分化开始于上新世,与青藏高原的抬升和高山冰川的形成有着密切的关系。这两个近缘物种在青藏高原的东北部边缘地区形成了杂交带。此外,它们的杂交后代在青藏高原的南部和云贵高原的西北部也有分布。由于这两个物种均是耐寒物种,生态位模型分析发现在第四纪冰期时这两个物种在中国都没有发生剧烈的分布区收缩,冰期后也没有发生快速的区域性扩张。该研究揭示了水生植物近缘物种在谱系地理格局和演化历史上的差异及其原因。

丝叶眼子菜的叶绿体单倍型在中国的分布

原文链接:

Allopatric divergence of Stuckenia filiformis(Potamogetonaceae) on the Qinghai-Tibet Plateau and its comparative phylogeography with S.pectinata in China

原文摘要:

In the aquatic genus Stuckenia, the wide geographic range of S. pectinata and S.filiformis make them suited for examination of topographic and climatic effects on plant evolution. Using nuclear ITS sequence and ten chloroplast sequences, we conducted comparative phylogeographical analyses to investigate their distribution regions and hybrid zones in China, and compare their phylogeographical patterns and demographical histories. These two species were allopatric in China. S. filiformisoccurred only on the Qinghai-Tibet Plateau (QTP), wheras S. pectinata occupied a wide range of habitats. These two species formed hybrid zones on the northeastern edge of QTP. Most of the genetic variance of S. filiformis was between the southern and eastern groups on the QTP, showing a significant phylogeographic structure. The geographical isolations caused by the Nyenchen Tanglha Mountains and the Tanggula Mountains promoted intraspecific diversification of alpine plants on the QTP. This study revealed the lack of phylogeographic structure in S. pectinata, due to the continued gene flow among its distribution regions. The ecological niche modeling showed that the distribution ranges of these two herbaceous species did not contract too much during the glacial period.

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