《綠絨蒿屬多對姐妹（近緣）種的物種分化研究》是楊福生為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：綠絨蒿屬多對姐妹（近緣）種的物種分化研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊福生
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
第三紀末/第四紀以來氣候的劇烈震盪導致了自然環境的急劇變化，對地球上不同地區動植物的分布和遺傳結構產生了深遠影響。青藏高原的劇烈隆起、亞洲季風的形成及複雜的氣候變遷，導致中國中西部及高原台面的地形地貌、氣候及自然環境的顯著差異。本項目在對綠絨蒿屬系統發育重建及分子鐘度量的基礎上，選擇起源及分化時間不同的多對姐妹（近緣）種，利用細胞質和核基因標記的居群遺傳學分析，揭示分布於鄂西-川西、秦嶺-青藏高原東部及橫斷山區-喜馬拉雅地區的多對姐妹（近緣）種的居群建立過程及物種分化歷史；結合植物進化歷史及物種分化時間的度量，分析具有相同生活型、傳播方式及相似遺傳背景的（姐妹）種對在不同環境下的物種分化模式。綜合以上分析，揭示青藏高原地區綠絨蒿屬物種多樣性的形成機制與高原的隆起及氣候變化的相關性。
結題摘要
重大地質歷史及古氣候事件對地球上不同地區植物的分布和遺傳結構產生了深遠影響。青藏高原的劇烈隆起、亞洲季風的形成及複雜的氣候變遷，導致中國中西部及高原台面的地形地貌、氣候及自然環境上的顯著差異。青藏高原地區劇烈的地質歷史和氣候變化對本地生物多樣性產生了怎樣的影響？在本研究中，我們結合系統發育重建和譜系生物地理學研究，探討了青藏高原地區綠絨蒿屬植物快速分化及物種形成的機制。 首先，結合細胞核和葉綠體基因重建了綠絨蒿屬及其近緣類群的系統發育關係，發現41種亞洲綠絨蒿屬植物不構成單系，據此對綠絨蒿屬的範圍做了重新界定。同時，綠絨蒿屬的2個亞屬的劃分不成立，屬下分類系統不合理。我們基於分子、形態和生物地理學證據，為進一步修訂提供了指導性建議。 其次，我們選擇綠絨蒿屬的近緣類群或姐妹種開展譜系生物地理學研究。對姐妹種對紅花綠絨蒿和五脈綠絨蒿開展了多個分子標記的譜系生物地理學研究，結果顯示：（1）該姐妹種經歷了從秦嶺向青藏高原東北的遷移，避難所位於秦嶺山脈; （2）青藏高原東北部和東部邊緣之間存在顯著的地理遺傳結構; （3）檢測到種間雜交現象，群體間發生多次二次接觸; （4）細胞核基因樹和葉綠體基因樹拓撲結構的不一致。對藿香葉綠絨蒿及其近緣類群的譜系生物地理學研究結果顯示：（1）群體間種子流幾乎被完全阻斷；（2）群體間花粉流也非常有限；（3）檢測到種間雜交/漸滲現象。 此外，克隆了15種不同花色綠絨蒿的花青素代謝途徑的關鍵節點基因F3H和F3’H，通過半定量PCR方法進行了功能驗證。結果表明，花青素代謝途徑中矢車菊素的加工修飾導致了綠絨蒿屬植物花色由蘭色向紅色的轉變。 我們的研究結果表明，青藏高原快速隆升和第四紀氣候反覆振盪是導致綠絨蒿屬植物快速分化和物種形成的主要驅動力。由於喜馬拉雅地區的島嶼式環境、群體的長期的地理隔離和氣候反覆振盪，導致了綠絨蒿屬植物快速的異域物種形成和雜交物種形成。
