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生态所邱英雄教授课题组在Journal of Biogeography上发表论文揭示雌雄异株植物山胡椒种群历史和繁殖策略转变

时间:2020-05-19 访问次数:10

自达尔文时代起,植物的繁育系统一直是进化生态学研究的热点。植物的繁育系统复杂多样,有性生殖和无性生殖是植物两大基本生殖方式,而无融合生殖是无性繁殖的一种特殊形式,通常指植物不经受精作用而产生有胚种子的现象。与无性生殖方式相比,有性生殖在进化和适应方面具有绝对优势,但为什么有些具有有性生殖方式的植物类群在特定地区或生境进化出兼性无融合甚至专性无融合生殖方式?这种繁育方式转变的进化生态学意义如何?

为了回答这些科学问题,课题组选择分布于中国-日本亚热带常绿阔叶林组成类群樟科山胡椒(Lindera glauca)为研究对象,利用亲缘地理学、群体遗传学、生态位模拟、溯祖理论分析等方法,阐释了雌雄异株植物山胡椒繁殖策略转变的驱动因素和进化生态学意义。研究结果显示山胡椒中国群体同时存在有性生殖和无融合生殖两种繁殖方式,而日本群体则为专性无融合生殖。种群历史重建(ABC)和生态位模拟(ENM)显示,日本山胡椒起源于中国,更新世中期(约0.3百万年)种群经历了严重的瓶颈效应,并导致岛屿与大陆群体发生分化;在冰期与间冰期的气候震荡过程中,日本群体经历了反复的群体收缩与扩张,由于瓶颈效应和建立者效应导致日本群体进化出专性无融合生殖方式,有利于群体的快速扩张;中国群体具有的兼性无融合生殖方式,一方面能够通过有性生殖方式提高群体遗传变异,另一方面还可以利用无融合生殖方式固定和传播适应性强的基因型,从而维持了群体相对稳定和适应性潜力。由于山胡椒为重要的香料与油料植物,本研究结果也为其未来育种提供新途径。

相关研究成果以“Patterns of genotype variation and demographic history in Lindera glauca (Lauraceae), an apomict-containing dioeciousforest tree ”为题发表于Journal of Biogeography杂志上,实验室朱珊珊博士为第一作者,邱英雄教授为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目资助。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/jbi.13874