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古气候变化促使 桫椤异源多倍体物种形成

媒体:科技日报  作者:赵汉斌
专业号:碳汇资讯 2020/5/20 9:50:44

科技日报讯 多倍化是指细胞核中的染色体组发生加倍,并以可遗传的方式传递给后代的现象。多倍化为生物进化提供了原始的遗传材料,被认为是进化的加速器。近日,我国科学家的一项合作研究,揭示了桫椤异源多倍体物种形成机制,丰富了多倍体杂交物种形成理论。

桫椤科植物是侏罗纪孑遗的树状蕨类,也是恐龙的食物之一。现存的桫椤科植物与其化石形态特征几乎没有变化,因而也被称为“活化石”,具有重要的科学研究和生物多样性保护价值。与其他蕨类普遍存在的多倍化现象相反,多倍体在桫椤科植物中非常少见,迄今为止只有分布于中国及日本的小黑桫椤为四倍体。

西双版纳热带植物园宏观进化研究组科研人员和中科院华南植物园王静博士、康明研究员等合作,整合形态学、细胞学、系统发育和群体基因组学等手段,系统开展了小黑桫椤的物种形成历史研究,证实小黑桫椤是异源杂交四倍体,其母本和父本是二倍体的大叶黑桫椤和粗齿桫椤。

基于简化基因组测序的群体基因组学,以及溯祖模型揭示四倍体小黑桫椤后代与其亲本粗齿桫椤在同域或邻域分布群体存在基因流,他们从生态位模型分析揭示小黑桫椤与其亲本之一大叶黑桫椤存在明显的生态位分化,但与粗齿桫椤的生态位大部分重叠,推测小黑桫椤的多倍体杂交起源受华南地区的历史气候变化驱动。

此项研究首次从群体基因组水平解析了蕨类植物的杂交物种形成机制和进化历史,并发现蕨类不同倍性之间存在基因流,研究结果丰富了多倍体杂交物种形成理论。研究结果在线发表于国际著名期刊《分子生物学与进化》上。

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