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科研进展

昆明植物所在全球红豆杉属植物物种分化与时空演化历史研究方面取得新进展

文章来源:中国科学院东亚植物多样性与分类地理学重点实验室  |  发布时间:2020-09-08  |  作者:刘杰,高连明,李德铢  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  红豆杉属(Taxus L.)隶属于红豆杉科,因其树皮和枝叶中含有可治疗癌症的紫杉醇及其衍生物,而具有重要的经济价值。在过去30年间,由于过度开发利用,欧亚大陆该属植物的野生资源急剧下降,部分地区的种群甚至已经绝灭。我国将该属的全部物种列为国家一级重点保护野生植物,部分物种被列入了世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种以及《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录II。然而,由于该属植物的分类较为困难,物种界限不清,制约了其物种分化和时空演化历史的研究,也限制了对该属植物资源的有效保护和合理利用。 

  中国科学院昆明植物研究所植物多样性演化和生态适应团队的高连明团队和植物多样性与基因组学团队李德铢团队近20年来一直致力于红豆杉属植物多样性演化和保护的研究。此前,通过多学科手段的系列研究(如Gao et al. 2007; Moller et al. 2007, 2013; Shah et al. 2008; Liu et al. 2011, 2013, 2018; Poudel et al. 2012, 2014; Fu et al. 2019),澄清了红豆杉属的物种多样性及其地理分布状况,然而还缺乏对全球尺度该属物种间系统发育关系和生物地理过程的全面认识。最近,该团队与来自英国爱丁堡皇家植物园的中国科学院PIFI学者Michael Moller博士等合作,通过对全球红豆杉属全部16个已知物种或谱系的全面取样,基于13个叶绿体和2个核DNA片段的系统发育重建和生物地理分析,厘清了该属植物的系统发育关系和全球地理分布格局形成的时空过程。研究发现,红豆杉属起源于早白垩纪,但现生类群在晚渐新世至早中新世在北美洲开始分化(图1),之后通过白令陆桥到达亚洲,在中新世晚期又回迁到北美东部,形成洲际间断分布格局(图2);欧亚大陆的物种多样化始于约8百万年前(Ma)的中新世晚期,在中新世晚期至上新世早期(约6.8-4.9 Ma)很短的地史时间窗口内形成现存的多个物种,在横断山区(特别是四川盆地西部)和秦岭山地发生杂交,并形成了3个谱系(图12)。据此,推测该属植物在横断山区的演化,与横断山的造山运动和亚洲季风气候的加强密切关联(图1),可能是地质和气候的变化造就了新的生态位,为环四川盆地物种杂交及其后代的延续提供了摇篮。该研究为古老而复杂的红豆杉属物种演化历史提供了新的见解,较为全面地解析了全球红豆杉属复杂的物种多样化历史。 

  研究成果以“Repeated intercontinental migrations and recurring hybridizations characterise the evolutionary history of yew (Taxus L.)” 为题于近日在线发表于国际分子系统发育主流刊物Molecular Phylogenetics and EvolutionMichael Moller博士为论文第一作者,高连明研究员和李德铢研究员为论文通讯作者。该研究得到了中国科学院B类先导专项,国家自然科学基金项目、中国科学院PIFI计划和昆明植物所学科交叉引导项目等的资助。 

  文章链接 

 

1 全球红豆杉属的物种分化历史 

 

2 全球红豆杉属植物的时空演化过程示意图 

(责任编辑:李雪)

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