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中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所
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科研進(jìn)展

昆明植物所在全球紅豆杉屬植物物種分化與時(shí)空演化歷史研究方面取得新進(jìn)展

文章來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院東亞植物多樣性與分類(lèi)地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室  |  發(fā)布時(shí)間:2020-09-08  |  作者:劉杰,高連明,李德銖  |  瀏覽次數(shù):  |  【打印】 【關(guān)閉

 

  紅豆杉屬(Taxus L.)隸屬于紅豆杉科,因其樹(shù)皮和枝葉中含有可治療癌癥的紫杉醇及其衍生物,而具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在過(guò)去30年間,由于過(guò)度開(kāi)發(fā)利用,歐亞大陸該屬植物的野生資源急劇下降,部分地區(qū)的種群甚至已經(jīng)絕滅。我國(guó)將該屬的全部物種列為國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物,部分物種被列入了世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種以及《瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》(CITES)附錄II。然而,由于該屬植物的分類(lèi)較為困難,物種界限不清,制約了其物種分化和時(shí)空演化歷史的研究,也限制了對(duì)該屬植物資源的有效保護(hù)和合理利用。 

  中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物多樣性演化和生態(tài)適應(yīng)團(tuán)隊(duì)的高連明團(tuán)隊(duì)和植物多樣性與基因組學(xué)團(tuán)隊(duì)李德銖團(tuán)隊(duì)近20年來(lái)一直致力于紅豆杉屬植物多樣性演化和保護(hù)的研究。此前,通過(guò)多學(xué)科手段的系列研究(如Gao et al. 2007; Moller et al. 2007, 2013; Shah et al. 2008; Liu et al. 2011, 2013, 2018; Poudel et al. 2012, 2014; Fu et al. 2019),澄清了紅豆杉屬的物種多樣性及其地理分布狀況,然而還缺乏對(duì)全球尺度該屬物種間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和生物地理過(guò)程的全面認(rèn)識(shí)。最近,該團(tuán)隊(duì)與來(lái)自英國(guó)愛(ài)丁堡皇家植物園的中國(guó)科學(xué)院PIFI學(xué)者Michael Moller博士等合作,通過(guò)對(duì)全球紅豆杉屬全部16個(gè)已知物種或譜系的全面取樣,基于13個(gè)葉綠體和2個(gè)核DNA片段的系統(tǒng)發(fā)育重建和生物地理分析,厘清了該屬植物的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和全球地理分布格局形成的時(shí)空過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn),紅豆杉屬起源于早白堊紀(jì),但現(xiàn)生類(lèi)群在晚漸新世至早中新世在北美洲開(kāi)始分化(圖1),之后通過(guò)白令陸橋到達(dá)亞洲,在中新世晚期又回遷到北美東部,形成洲際間斷分布格局(圖2);歐亞大陸的物種多樣化始于約8百萬(wàn)年前(Ma)的中新世晚期,在中新世晚期至上新世早期(約6.8-4.9 Ma)很短的地史時(shí)間窗口內(nèi)形成現(xiàn)存的多個(gè)物種,在橫斷山區(qū)(特別是四川盆地西部)和秦嶺山地發(fā)生雜交,并形成了3個(gè)譜系(圖1,2)。據(jù)此,推測(cè)該屬植物在橫斷山區(qū)的演化,與橫斷山的造山運(yùn)動(dòng)和亞洲季風(fēng)氣候的加強(qiáng)密切關(guān)聯(lián)(圖1),可能是地質(zhì)和氣候的變化造就了新的生態(tài)位,為環(huán)四川盆地物種雜交及其后代的延續(xù)提供了搖籃。該研究為古老而復(fù)雜的紅豆杉屬物種演化歷史提供了新的見(jiàn)解,較為全面地解析了全球紅豆杉屬?gòu)?fù)雜的物種多樣化歷史。 

  研究成果以“Repeated intercontinental migrations and recurring hybridizations characterise the evolutionary history of yew (Taxus L.)” 為題于近日在線發(fā)表于國(guó)際分子系統(tǒng)發(fā)育主流刊物Molecular Phylogenetics and Evolution。Michael Moller博士為論文第一作者,高連明研究員和李德銖研究員為論文通訊作者。該研究得到了中國(guó)科學(xué)院B類(lèi)先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng),國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院PIFI計(jì)劃和昆明植物所學(xué)科交叉引導(dǎo)項(xiàng)目等的資助。 

  文章鏈接 

 

1 全球紅豆杉屬的物種分化歷史 

 

2 全球紅豆杉屬植物的時(shí)空演化過(guò)程示意圖 

(責(zé)任編輯:李雪)

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