衛矛科南蛇藤屬(Celastrus L.)分子系統學與生物地理學研究

《衛矛科南蛇藤屬(Celastrus L.)分子系統學與生物地理學研究》是依託北京林業大學，由沐先運擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：衛矛科南蛇藤屬(Celastrus L.)分子系統學與生物地理學研究
• 依託單位：北京林業大學
• 項目負責人：沐先運
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

南蛇藤屬為衛矛科重要的木質藤本植物，我國是該屬的現代分布中心和多樣性中心。由於南蛇藤屬形態性狀上巨大的變異幅度和複雜的變異式樣，前人基於形態分類研究提出的各分類系統之間存在較大分歧。由於取樣不足和基因片斷偏少等問題，前人分子系統學研究結果難以支撐我們對這一地理分布獨特的類群在形態性狀演化、系統發育和分類等方面的進一步探討，也無法開展本屬的生物地理學研究。本研究將在良好的前期工作基礎上，基於全面的物種取樣與兩個基因組的10個序列片段，用最大簡約法、最大似然法和貝葉斯分析重建南蛇藤屬系統發育樹，在此基礎上分析南蛇藤屬形態性狀演化規律，確定其與雷公藤屬系統發育關係，結合化石和古生物學資料推斷屬內分支的分化時間，重建南蛇藤屬祖先分布區。本項目的實施將為衛矛科的系統學與生物地理學研究、資源利用與保護以及揭示植物多樣性在地球上的產生與發展提供依據。

結題摘要

南蛇藤屬為衛矛科重要的木質藤本植物，我國是該屬的現代分布中心和多樣性中心。由於南蛇藤屬形態性狀上巨大的變異幅度和複雜的變異式樣，以及取樣不足和分子片段區分度低等問題，前人對本屬的分類處理和分子系統學研究結果難以支撐我們對這一地理分布獨特的類群的深入理解。本研究基於更為全面的物種取樣，結合葉綠體與核基因組的6個序列片段，用最大簡約法、最大似然法和貝葉斯分析重建南蛇藤屬系統發育，進一步揭示了南蛇藤屬與雷公藤屬的緊密關係，提出南蛇藤屬屬下三個組的新劃分系統，新立2個組，研究結果也表明秦嶺——大別山在南蛇藤屬物種傳播和擴散中的潛在意義。由於南蛇藤屬與雷公藤屬植物為我國傳統中藥材，本研究還提出具有潛在藥用價值的物種。採用BEAST和RASP軟體，基於不同策略的分子標定，對南蛇藤屬與雷公藤屬開展了生物地理學研究，結果表明南蛇藤屬在約23 Ma前於南美洲起源，在約15 Ma前有一次明顯的快速分化。由於基於化石點信息的分子標定策略的不同，本研究結果與前人的研究結果存在一定差異。因此，本研究將繼續尋找更為可信的化石資料，開展南蛇藤屬生物地理學研究，明確其起源、擴散等進化問題。本項目的開展為南蛇藤屬和衛矛科的分類學、系統學與生物地理學研究以及資源利用與保護提供參考和依據。通過本項目的實施，為衛矛科的進化研究提供更多資料，培養了專業人才，發表了SCI文章3篇，中文核心文章1篇，且相關研究引起了主流媒體額關注，激發了公眾對生態環境保護的熱情。