中國特有金錢槭屬植物物種形成的生物地理學模式研究

《中國特有金錢槭屬植物物種形成的生物地理學模式研究》是依託西北大學，由趙桂仿擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：中國特有金錢槭屬植物物種形成的生物地理學模式研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：趙桂仿
• 依託單位：西北大學

項目摘要

物種形成被達爾文稱為進化生物學中的 謎中之謎 (Mystery of mysteries)，這一過程是生物多樣性形成的基礎。本項目擬以我國特有金錢槭屬植物（金錢槭和雲南金錢槭）為研究對象，以物種形成中富有爭議的鄰域式/異域式生物地理學模式為切入點，通過母系遺傳的葉綠體DNA序列和雙親遺傳的核基因位點序列（通過轉錄組測序獲取）以及近中性的微衛星標記，套用物種分化種群遺傳學分析範式IMa模型，探討物種形成過程中基因流的作用，結合物種有效種群大小以及分化時間等參數，重建該屬植物的物種形成和分化歷史。該項研究是在非模式生物中開展物種形成生物地理學模式的有益探索，研究結果將有助於我們對物種形成本質的認識。

結題摘要

金錢槭屬（Dipteronia Oliv.）是我國特有的瀕危屬，屬下僅包括金錢槭（Dipteronia sinensis Oliv.）和雲南金錢槭（Dipteronia dyeriana Henry）兩個物種。金錢槭分布於我國的中部和西部地區，而雲南金錢槭僅分布於我國雲南省東南部的局部地區。金錢槭屬植物屬於典型的第三紀孑遺植物，化石紀錄表明金錢槭屬植物在第三紀存在於北美大陸，但如今卻僅限於我國並呈現出異域分布的狀態。因此，金錢槭屬植物自第三紀以來必定經歷了複雜的進化歷史。以金錢槭屬植物為研究對象對於揭示物種形成的鄰域式/異域式生物地理學模式具有十分重要的意義。 項目首先對金錢槭屬兩個物種進行了比較轉錄組研究，揭示了兩個物種在轉錄組水平上的差異，證實了選擇作用對金錢槭屬物種形成有著很重要的作用。同時開發了大量可用的EST-SSR和SCNG分子標記，為金錢槭屬物種後期研究提供了寶貴的基因組資源。項目還對金錢槭屬物種展開葉綠體基因組研究，並結合其近緣屬-槭屬物種的葉綠體基因組數據探討了金錢槭屬的系統發育位置。此外，在對金錢槭屬植物廣泛取樣的基礎上，結合生物地理學、群體遺傳學、親緣地理學以及物種分布區模擬的方法和理論，探討了第三紀以來不同氣候歷史條件下金錢槭屬植物的物種分化、居群動態歷史及其群體遺傳變異的分布格局，結果表明金錢槭和雲南金錢槭之間存在高度的遺傳分化，兩個物種之間存在著較低的非對稱基因流，該屬物種的分化主要受到第四紀以前的氣候環境變化的影響。金錢槭和雲南金錢槭物種分化的主要驅動力是由於長期的地理隔離因素，屬於典型的異域物種形成模式，而金錢槭種內的譜系分化與生態適應性有關。 本項目通過4年的研究，完成了預期的目標，開發了大量可用於金錢槭屬進化研究的分子標記資源，同時基於不同背景的分子標記揭示了該屬物種形成的生物地理學模式。目前已發表論文9篇（其中8篇為SCI論文），待發表論文2篇；培養本科生3名，碩士研究生2名，博士研究生3名，青年骨幹教師3名。