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科研进展

孙卫邦研究组在植物杂交式物种形成的理论与方法方面取得新进展

文章来源:昆明植物园  |  发布时间:2016-08-23  |  作者:马永鹏, Tobias Marczewski  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  物种形成是进化生物学领域研究的一个核心问题,而物种形成的一个重要途径就是杂交式物种形成。其主要通过异源多倍体化和同倍体杂交两种方式实现。相对于前者,植物同倍体杂交物种形成(Homoploid hybrid speciation, HHS)的经典案例很少。Schumer et al. (Evolution, 2014) 提出了HHS必须具备的3个标准:①杂交的分子生物学(或基因组学)证据;②杂种与亲本的生殖隔离证据和③与生殖隔离最密切的性状起源于天然杂交。能够满足这3个标准的HHS,目前只有向日葵的HHS经典研究。但是,根据Schumer et al. (PLOS Genetics, 2015)最新的模型模拟分析,通过杂种与亲本在遗传上的不亲和机制,HHS可以在短期内实现。并且,其在自然界发生的频率远远高于目前的研究报道。  

  孙卫邦研究组马永鹏副研究员在系统分析前人的研究基础上,结合最新的研究案例,提出了群体遗传学与生殖隔离相结合的研究思路。尤其是对于虫媒传粉的被子植物,研究者在得到清晰的群体遗传学证据之后,应该细致的评估和量化杂种与亲本的生殖隔离强度,尤其是对于植物传粉者敏感的花色与气味方面。最新的研究案例已经显示:天然杂交后代可以在很短的时间内,通过花色与气味的差异调控其与亲本在传粉者种类与偏好的差异,迅速达到与亲本合子前隔离的目的,加速HHS的过程。 

  另外,Tobias Marczewski博士与马永鹏副研究员在贵州百里杜鹃保护区研究马缨花杜鹃与露珠杜鹃的天然杂交区的物种形成与基因渐渗时,由于需要对该杂交区大量植株进行常年跟踪观察与采样分析,如何准确定位每一个植株并且长时间跟踪标记,是关系此项工作顺利开展的前提条件。GPS定位的误差太大,仅对目标植株进行GPS定位与普通挂牌标记,很难达到预期效果。为此,研究人员尝试了一种标记木本植物的新方法(RFID电子标签)。通过比较不同发射频率的RFID的接收器和电子标签,在不同的地理环境和植株密度条件下的寻找目标植物的效率,发现了一套大大缩短寻找目标植物发现时间的RFID的接收器与电子标签。该方法将会对今后的群体遗传学、传粉生态学和保护遗传学方面的植株定位,提供一个新的方法。  

  上述研究结果,分别以Pollinator-mediated isolation may be an underestimated factor in promoting homoploid hybrid speciation7: 1183网址链接:http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2016.01183/full)和Evaluation of RFID tags to permanently mark trees in natural populations7: 1342网址链接:http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2016.01342/abstract)为题,同时在植物学主流期刊 Frontiers in Plant Science  

 

  不同发射频率的RFID接收器和电子标签在各个方向的识别距离 


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