紅樹植物在潮間帶極端環境下的適應演化過程與機制

《紅樹植物在潮間帶極端環境下的適應演化過程與機制》是依託中山大學，由施蘇華擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：紅樹植物在潮間帶極端環境下的適應演化過程與機制
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：施蘇華
• 依託單位：中山大學

中文摘要

選擇對潮間帶極端環境具強適應能力的紅樹植物為研究對象，採用基於第二代測序技術的群體基因組學方法，結合古生物學研究手段，開展紅樹植物適應演化過程與機制研究。建立紅樹孢粉-植被-氣候轉換關係，重建地史時期印度-西太平洋地區紅樹林群落演替過程，揭示群落組成動態與潮間帶遷移和氣候-海平面波動的相互關係，推斷紅樹林植被的生長位置和對應的海岸古環境變化及其演化關係；開展基因組水平紅樹植物群體遺傳學、比較轉錄組以及基因組水平的親緣地理學研究，解析潮間帶極端條件下紅樹植物的群體遺傳結構和分化式樣，詮釋不同類型紅樹植物對環境適應的轉錄組模式，從基因組、轉錄組、基因型、表現型等不同層次全面認識適應性遺傳變異對紅樹植物在潮間帶極端生境成功的重要性，從巨觀和微觀水平系統理解自然選擇下這群特殊木本植物的演化模式與機制。

結題摘要

率先利用第二代（和第三代）測序技術並結合古環境重建方法，開展紅樹植物適應演化過程與機制研究。重建了中國華南紅樹林分布地區全新世海洋沉積環境，獲得了海南島東、南部紅樹林群落演替及在第四紀冰期-間冰期海平面變化過程中的不同遷移路線，以及該地區紅樹林全新世環境變化等重要結果和數據。首次獲得和詳盡分析了紅樹植物主要代表類群的全基因組序列，結合古化石證據，揭示了紅樹族祖先在50-70百萬年前經歷了一次全基因組複製（WGD）事件並隨後進入潮間帶，紅樹族植物起源於約50百萬年前，紅樹植物基因組變異特徵反映了木本植物從陸地成功進入潮間帶極端環境的適應性演化過程；揭示了全球氣候變化（海平面升降）是導致印度－西太平洋（IWP）地區成為全球紅樹植物物種多樣性熱點區域的最主要因素。這些重要進展和原創性成果，為研究紅樹從陸生生境進入到海岸帶極端環境的起源和適應過程與機制及理論模型提供了極重要的全基因組和群體基因組水平的實證。成果33篇發表於MBE、J Biogeo等本領域權威期刊（SCI論文29篇），所獲得第一手古生物學、全基因組、群體基因組、轉錄組、親緣地理、雜交、基因晶片以及常規測序數據為國際紅樹與濕地植物資料庫提供了極大量的全新數據資源，推動我國在國際紅樹與濕地保護生物學領域占有領先位置，對整個紅樹植物進化生物學、生物多樣性和保護生物學研究具有極其深遠的意義。