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昆明植物所在全球紅豆杉屬植物物種分化與時空演化曆史研究方面取得新進展

文章来源:中國科學院东亚植物多样性与分类地理学重点实验室  |  发布时间:2020-09-08  |  作者:刘杰,高连明,李德铢  |  浏览次数:  |  【打印】 【關閉

 

  紅豆杉屬(Taxus L.)隸屬于紅豆杉科,因其樹皮和枝葉中含有可治療癌症的紫杉醇及其衍生物,而具有重要的經濟價值。在過去30年間,由于過度開發利用,歐亞大陸該屬植物的野生資源急劇下降,部分地區的種群甚至已經絕滅。我國將該屬的全部物種列爲國家一級重點保護野生植物,部分物種被列入了世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種以及《瀕危野生動植物種國際貿易公約》(CITES)附錄II。然而,由于該屬植物的分類較爲困難,物種界限不清,制約了其物種分化和時空演化曆史的研究,也限制了對該屬植物資源的有效保護和合理利用。 

  中國科學院昆明植物研究所植物多样性演化和生态适应团队的高连明团队和植物多样性与基因组学团队李德铢团队近20年來一直致力于紅豆杉屬植物多樣性演化和保護的研究。此前,通過多學科手段的系列研究(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),澄清了红豆杉属的物种多样性及其地理分布状况,然而还缺乏对全球尺度该属物种间系统发育关系和生物地理过程的全面认识。最近,该团队与来自英国爱丁堡皇家植物园的中國科學院PIFI學者Michael Moller博士等合作,通過對全球紅豆杉屬全部16個已知物種或譜系的全面取樣,基于13個葉綠體和2個核DNA片段的系統發育重建和生物地理分析,厘清了該屬植物的系統發育關系和全球地理分布格局形成的時空過程。研究發現,紅豆杉屬起源于早白垩紀,但現生類群在晚漸新世至早中新世在北美洲開始分化(圖1),之後通過白令陸橋到達亞洲,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)很短的地史時間窗口內形成現存的多個物種,在橫斷山區(特別是四川盆地西部)和秦嶺山地發生雜交,並形成了3個譜系(圖12)。據此,推測該屬植物在橫斷山區的演化,與橫斷山的造山運動和亞洲季風氣候的加強密切關聯(圖1),可能是地質和氣候的變化造就了新的生態位,爲環四川盆地物種雜交及其後代的延續提供了搖籃。該研究爲古老而複雜的紅豆杉屬物種演化曆史提供了新的見解,較爲全面地解析了全球紅豆杉屬複雜的物種多樣化曆史。 

  研究成果以“Repeated intercontinental migrations and recurring hybridizations characterise the evolutionary history of yew (Taxus L.)” 爲題于近日在線發表于國際分子系統發育主流刊物Molecular Phylogenetics and EvolutionMichael Moller博士为论文第一作者,高连明研究员和李德铢研究员为论文通讯作者。该研究得到了中國科學院B类先导专项,国家自然科学基金项目、中國科學院PIFI計劃和昆明植物所學科交叉引導項目等的資助。 

  文章鏈接 

 

1 全球紅豆杉屬的物種分化曆史 

 

2 全球红豆杉属植物的时空演化过程示意圖 

(責任編輯:李雪)

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