中科院华南植物园在特殊土壤生境植物适应性进化研究取得进展

  • 王静 (中国科学院华南植物园)
  • 创建于 2018-02-12
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  我国南岭山地物种丰富、特有成分多,生境高度异质,喀斯特和丹霞地貌交错分布,呈典型的特殊土壤生境岛屿(habitat islands)。阐明特殊生境植物种群分化驱动机制对于理解植物多样性形成与维持机制具有重要意义。报春苣苔属(Primulina)物种多样性丰富、特有性强,是典型的特殊土壤生境植物,其中大齿报春苣苔(P. juliae)在喀斯特及丹霞两种土壤均有分布,是探讨特殊土壤生境植物适应性进化与物种形成的理想研究材料。 

  华南植物园科研人员王静、冯超等在康明研究员的指导下,采用简化基因组测序(RAD)的群体基因组学研究方法,检测了遗传漂变和歧化选择对于大齿报春苣苔的基因组分化的影响。研究结果显示,大齿报春苣苔种群遗传多样性较低、有效群体小、强烈的瓶颈效应及显著的距离隔离,表明遗传漂变可能是该物种重要的进化驱动力。另一方面,冗余分析(reduandancy analysis)揭示土壤生境及气候因素显著影响了基因组变异。环境因子比空间地理因素更大程度地影响了基因组变异。这些结果暗示局部适应(local adaptation)极大地促进了群体遗传分化。SNP与环境关联及异常位点分析鉴定到31个可能受歧化选择的SNP位点,其中,26个SNP显示与土壤适应性相关基因有关。因此,在特殊土壤岛屿生境中,尽管非适应性进化过程明显,适应性进化机制可能起到了更为重要的作用。这些究结果为理解特殊土壤生境物种的适应性进化与物种形成提供了新的启示。 

  该研究得到国家自然科学基金(31370366)、广东联合基金重点项目(U1501211)、中科院“国际人才计划”PIFI(2017VCB0016)等项目的资助。相关研究成果已发表在国际学术期刊Genome Biology and Evolution(2017, 9, 3495–3508)上。详见:https://academic.oup.com/gbe/article/9/12/3495/4760444 

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图1. Primulina juliae生境图片、取样地点及STRUCUTRE分析结果

 

责任编辑:黄巧