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科研成果
辰山中心植物系统与进化组在栎属群体遗传学研究中取得进展

 

认识区域物种多样性演化格局和驱动因子对区域生物多样性保护极其重要。中国西南区域具有极高空间异质性,是全球生物多样性热点区域,并具有较高特有种水平。但是这一格局形成的驱动因子并未得以清晰解析。黄毛青冈(Quercus delavayi)、毛叶青冈(Quercus kerrii)和滇青冈(Quercus schottkyana)均属于栎属青冈组(Quercussection Cyclobalanopsis),为中国西南亚热带常绿阔叶林的优势树种,其中黄毛青冈和滇青冈同域分布于滇中高原,毛叶青冈主要分布于滇中高原南缘和中南半岛。黄毛青和毛叶青冈为近缘种,与滇青冈具有较远的遗传距离。这三种栎树具有显著不同的种子萌发节律和环境生态位。

本次研究结合谱系地理学、生态位模拟,分析了黄毛青冈的群体遗传结构,并结合先前对毛叶青冈和滇青冈的研究成果对比,发现:(1)黄毛青冈和滇青冈的群体遗传结构受到纬度地带性的显著影响,而毛叶青冈群体主要受到田中线的影响,田中线两侧的毛叶青冈群体遗传结构显著不同;(2)末次盛冰期之后,毛叶青冈扩张的范围大于黄毛青冈和滇青冈;(3)三个物种具有不同的花粉-种子迁移比率(黄毛青冈r = 219, 毛叶青冈r = 117, 滇青冈r = 22),与三种栎属植物区域的种子扩散能力有密切关系。种子形态分析表明:毛叶青冈种子最大,滇青冈次之,黄毛青冈最小;而黄毛青冈和毛叶青冈互为姐妹种,的种子无休眠,快速萌发,胚的位置靠近种脐,而滇青冈的种子有休眠,春季萌发,胚的位置位于种子顶部。三个同域分布栎树具有不同的群体遗传结构和历史分布动态,与生态位和种子流有明显相关性。低海拔树种受田中线两侧气候分异的影响明显,滇中高原对毛叶青冈东、西群体具有明显的阻隔作用。滇青冈与黄毛青冈虽然有十分相近的生态位,但是种子的萌发特性造成区域间种子流强度的不同,进而形成不同的遗传结构。

本研究表明,种子萌发时间和环境异质性是中国西南亚热带常绿阔叶林树种群体分化的主要驱动因子。该研究可为中国西南地区森林遗传多样性保护提供重要基础资料和参考。

该研究成果于20191126日在线发表于在英国遗传学会官方期刊《Heredity》上,论文题目为Seed germination schedule and environmental context shaped the population genetic structure of subtropical evergreen oaks on the Yun-Gui Plateau, Southwest China此项研究得到国家自然科学基金(3150053931972858)和上海市绿化和市容管理局(G182417, G182427, G172406)等项目的支持。

文章链接:http://www.nature.com/articles/s41437-019-0283-2

在线阅读链接:http://rdcu.be/bXFSb

 

(供稿:植物系统与进化研究组)