日本一二三区在线视频_熱帶、亞熱帶分布的松屬物種遺傳結構、群體歷史、以及雜交漸滲研究進(jìn)展----中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園

　　遺傳漸滲，即基因通過(guò)一種遺傳譜系向另一種近緣或遠緣的遺傳譜系的轉移進(jìn)而產(chǎn)生新的基因型組合，不僅達到了生物擴充其“基因庫”的目的，也為自然選擇提供了更多的遺傳變異材料，從而有利于其適應新的環(huán)境。特別是近緣物種間的基因漸滲，其后代譜系攜帶的適應性漸滲的等位基因可能會(huì )表現出一系列與其任一親本種相似的適應性特征，甚至會(huì )通過(guò)重組出現更優(yōu)于親本種的適應性特征。從而促進(jìn)雜種譜系與親本種間快速的生態(tài)位分化，適應新的環(huán)境促進(jìn)新的物種形成，豐富了物種的多樣性。松屬物種作為全球森林系統的關(guān)鍵類(lèi)群，其物種基因組結構比較保守，相互之間的遺傳障礙較弱，近緣種間經(jīng)常發(fā)現大規模的自然雜交帶。這些大面積的雜交帶跨越了廣泛的空間和時(shí)間尺度，積累的遺傳變異和選擇壓力為研究不同來(lái)源的遺傳組合在促進(jìn)物種的適應性或者在維持物種間界限的作用機制方面提供了豐富的天然材料庫。

　　中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園協(xié)同進(jìn)化研究組研究人員選擇在熱帶東南亞地區廣泛分布的卡西亞松（Pinus kesiya）以及與其鄰域分布的位于中國云南滇中亞熱帶區域的云南松（Pinus yunnanensis）來(lái)進(jìn)行相關(guān)研究。通過(guò)多年的野外樣本采集，對兩種松樹(shù)覆蓋全分布區的近千份群體樣本，選取線(xiàn)粒體和葉綠體基因片段分析了物種的群體結構、群體歷史、以及細胞質(zhì)基因組的雜交漸滲格局, 并結合生態(tài)位模擬揭示了第四紀氣候變化如何影響了兩種松樹(shù)分布區的歷史變化動(dòng)態(tài)及未來(lái)分布趨勢。研究發(fā)現，亞熱帶云南松的連續分布中存在大量的基因流動(dòng)。相比之下，熱帶卡西亞松在中南半島和菲律賓山地島嶼上呈片段化分布，表現出較強的種群結構。云南松種群結構為典型的冰期后擴張，而卡西亞松種群為冰期擴張和間冰期收縮。兩種松樹(shù)在云南南部有一個(gè)廣泛的雜交帶，并且在雜交帶上發(fā)生了不對稱(chēng)漸滲，具體表現在該區域松樹(shù)個(gè)體線(xiàn)粒體基因組主要來(lái)自云南松組分，葉綠體基因組基因流主要來(lái)自卡西亞松。這種不對稱(chēng)漸滲的模式受到幾種因素的影響包括：季風(fēng)效應影響了種間基因流的方向; 群體擴張的不均衡性；以及雜交物種受精的方向性選擇。該文章“hylogeography and introgression betweenPinus kesiya andPinus yunnanensis in Southeast Asia”在Journal of Systematic and Evolution 上在線(xiàn)發(fā)表。

　　進(jìn)一步研究比較了親本種和漸滲群體的種子性狀變異和萌發(fā)適合度，并表征了種子性狀的環(huán)境梯度特征，進(jìn)而探討基因滲入的遺傳背景和生態(tài)進(jìn)化結果。發(fā)現，種子性狀與緯度呈顯著(zhù)負相關(guān)，與最干、最濕季平均溫度呈顯著(zhù)負相關(guān)。低溫條件下雜交種子萌發(fā)適應度較高，表明其萌發(fā)過(guò)程中對溫度脅迫的適應性?xún)?yōu)于親本種。結果表明，環(huán)境因素影響了松樹(shù)種子的表型變異，遺傳漸滲對種子的萌發(fā)適應性有顯著(zhù)影響。因此，促進(jìn)天然森林種群的基因流動(dòng)可能有助于它們適應氣候變化。該文章“Geographic cline and genetic introgression effects on seed morphology variation and germination fitness in two closely related pine species in Southeast Asia”發(fā)表在林學(xué)專(zhuān)業(yè)期刊Forests上。

　　解析針葉表型變異能否反映近緣種復合體地理替代分布格局, 有助于從生理生態(tài)機制上理解針葉樹(shù)種的地理變異、種群動(dòng)態(tài)以及對地理氣候的響應。研究者同時(shí)對云南松(Pinus yunnanensis)、卡西亞松(P. kesiya) 和雜交漸滲群體（思茅松 P. kesiya var. langbianensis）的針葉表型性狀進(jìn)行了分析。結果表明: 云南松和卡西亞松在大多數性狀上存在顯著(zhù)差異, 思茅松介于二者之間。聚類(lèi)分析揭示了三種松樹(shù)針葉性狀的種群變異結構與其地理區域分布一致。針葉長(cháng)度和氣孔密度與緯度呈正相關(guān); 氣孔腔大小相關(guān)性狀與緯度呈負相關(guān)。影響針葉性狀的關(guān)鍵環(huán)境因子是最干季平均氣溫、降水量季節性變異系數、平均氣溫日較差、最濕月降水量和最干月降水量。三種松樹(shù)針葉性狀具有豐富的種間和群體間變異, 呈現顯著(zhù)的緯度梯度變異趨勢，具有顯著(zhù)的地理替代分布格局，反映了其長(cháng)期進(jìn)化對環(huán)境適應的結果。針葉性狀變異對環(huán)境因子的響應將指導我們在對其進(jìn)行造林育種的地理選擇上應考慮相對更適應的氣候環(huán)境。該文章“云南松、思茅松和卡西亞松天然種群間針葉表型變異研究” 被國內CSCD 期刊《植物生態(tài)學(xué)報》接收發(fā)表。