地黃屬植物物種分化及群體歷史研究

《地黃屬植物物種分化及群體歷史研究》是依託西北大學，由劉占林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：地黃屬植物物種分化及群體歷史研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉占林
• 依託單位：西北大學

項目摘要

物種群體進化歷史研究能夠讓我們更深刻地了解物種地理分布格局形成的原因以及新物種產生的機制。地黃屬植物既存在異域分布、鄰域分布形式又存在多倍化現象，是驗證異域成種、鄰域成種與多倍化成種等多種機制獨立或聯合作用的極好材料。我們根據現有資料提出地黃屬地理分布格局形成的三種理論假設（異域-快速輻射、鄰域成種、異域-鄰域-雜交多倍化成種）。本項目通過野外調查取樣，利用單親遺傳的葉綠體基因和雙親遺傳的核基因序列以及中性進化的核微衛星（EST-SSR）遺傳標記，依據分子群體遺傳學分析方法研究該屬植物的物種形成，檢測物種分化過程中基因流存在的可能性，揭示其遺傳變異的地理分散式樣，檢驗物種分化的各種理論假設，探討地黃屬植物現有地理分布模式的成因及其與過去全球氣候環境變遷的相關性。

結題摘要

地黃屬物種存在倍性變化與生境差異，為探究地黃屬物種分化機制，本項目利用葉綠體基因與核基因分子標記分析了地黃屬物種遺傳變異的地理模式，探討了物種隔離分化成因與群體歷史，以及種間系統發育關係。研究結果表明地黃屬各物種種內種間變異豐富，但地黃與茄葉地黃共享基因庫、裂葉地黃與高地黃遺傳組成相同，建議分別予以歸併，天目地黃與湖北地黃關係密切，二者關係仍待進一步澄清。地黃屬是單系群，葉綠體與ITS基因片段支持天目地黃是基部類群，而單拷貝核基因證據支持裂葉地黃是原始類群，這種差別可能與基因進化規律有關，也可能是頻繁的種內雜交的影響。地黃屬分化於第三紀末期，各物種在歷史上（約10萬年前）受冰期影響群體大小下降，而後隨著氣候變暖而擴張。群體歷史模擬支持本屬符合快速輻射的成種模式，多種分子標記均表明二倍體種間歷史上曾存在基因交流；但四倍體物種（地黃）的起源仍需進一步研究。綜合遺傳、繁殖與生理等研究結果，我們認為高度遺傳分化、生殖隔離與特異的生境適應性是地黃屬物種穩定性維繫的關鍵因素。