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中国的白桫椤其实是“一家三口”

媒体:生物多样性杂志  作者:莫日根高娃等
专业号:生物多多 2020/1/14 17:07:41

桫椤科(Cyatheaceae)植物, 又称树蕨, 是曾与恐龙相伴的古老孑遗物种, 其形态独特, 具有较高的观赏价值。中国的桫椤科植物包含3个属, 即白桫椤属(Sphaeropteris)、黑桫椤属(Gymnosphaera)和桫椤属(Alsophila), 本文的主人公则是白桫椤属的白桫椤(S. brunoniana), 相比同科的其他物种, 白桫椤更喜阳, 在分布区的山路边随处可见, 且长得十分高大, 通常在2–5米。

图1 海南白桫椤(摄影:顾钰峰)

《中国植物志》记载白桫椤主要分布在我国海南、云南和西藏等地区,《广西植物志》记载在该省的东兴沿海地区也有分布。早期《海南植物志》和《广东植物志》中记载海南产有一种海南白桫椤(S.hainanensis), 后被Floraof China认为其与白桫椤的形态特征无明显区别,而被视为后者的同一物种。但有学者研究发现, 产自海南的白桫椤与云南的白桫椤具有不同的单倍型, 认为二者可能来自不同的谱系起源。为了探究白桫椤及其近缘物种的亲缘关系和物种多样性分化的情况,本文在海南、云南和广西3个地区采集到6个居群共17个白桫椤样本, 通过GBS简化基因组测序技术获得单核苷酸变异位点(SNP), 进行系统发育树的构建和主成分及遗传结构的分析, 并结合叶片数量性状的统计分析和孢子形态的观察测量。

图2 白桫椤属Structure分析结果。每一个长方形代表1个 样本, 每种颜色代表1个遗传簇。

研究发现,海南产白桫椤不仅与云南产白桫椤的基因型不同, 且在叶片特征和孢子纹饰上有明显差异; 但两个居群的生殖隔离较弱, 在广西沿海地区形成杂交产物,即在广西分布的白桫椤,其叶片特征为亲本的中间类型。因此, 我们认为海南白桫椤是由于地理隔离而形成的一个处在分化路上的物种, 并建议恢复其物种地位; 而广西产白桫椤则为自然杂交群体, 应另处理为独立的自然杂交分类群——广西白桫椤(S.brunoniana × hainanensis)。由此可见, 曾经认为的中国白桫椤并不只有一个物种, 而是经过地理隔离以及自然杂交的方式在漫长的岁月中成功“脱单”,分化成为“一家三口”。

图3 白桫椤属种间叶性状差异显著性分析

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