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武汉植物园在东非半边莲属的起源及生态适应研究中取得进展

武汉植物园在东非半边莲属的起源及生态适应研究中取得进展

  半边莲亚科 (Lobelioideae) 腾讯分分彩30个属,约1200个物种,全球广布,许多物种沿梯度分布于低海拔到高海拔的森林、草地,是探讨植物适应高山环境的理想材料。

  在中国科学院武汉植物园水生植物适应性进化学科组研究员王青锋的指导下,陈凌云等人对半边莲亚科的起源和适应高山环境的机理进行了研究。基于171个物种的核基因和叶绿体基因共11DNA片段重建了该亚科的系统进化关系,并对巨大半边莲类植物进行了历史生物地理学分析。研究结果表明,亚洲的Lobelia nubigena 起源于亚洲低海拔类群(1380万年前),否定了该物种与非洲巨大半边莲有较近系统进化关系的假设;Lobelia sessilifolia 是山梗菜组(Rhynchopetalum最为原始的类群;相对亚洲和夏威夷的莲座状半边莲,非洲的莲座状半边莲类群更为年轻。该亚科的原始类群起源于非洲,山梗菜组的原始类群起源于亚洲,并扩散到夏威夷、亚洲岛屿、非洲地区,其中高海拔类群由低海拔类群演化而来。

  Lobelia aberadica Lobelia telekii 有较腾讯分分彩近的亲缘关系,前者分布于东非海拔2500—3100米的高山森林,后者则分布于海拔3200米以上的高山草甸。通过筛选两个物种的直系同源基因,分析每对基因所受的选择压力,筛选出了85对受到正选择压力的基因,部分基因可能参与DNA修复,应对温度、紫外线刺激、调节基因表达等活动,这与Lobelia telekii 所处的高山环境相一致,这些基因可能在半边莲适应高山环境的过程中发挥了作用。

  相关研究结果为半边莲亚科的分类和开发利用提供了理论依据,并为理解植物跨板块分布的形成机制以及东非地区高山植物适应高寒生境的分子遗传学机理提供了重要线索。

  上述研究得到了国家自然科学基金(31300182)腾讯分分彩和中国科学院海外拓展工程专项基金(Y323771W07)的支持。相关结果在线发表于Taxon Frontiers in Plant Sciences

  论文链接:1 2

 

基于核基因 (a) 与叶绿体基因 (b) 所构建的半边莲亚科的系统进化树