南岭山地特殊土壤生境植物基因组分化机制研究取得进展

作者:鼎湖山站  更新时间:2021-10-22

南岭山地是我国植物多样性和特有性中心之一。该地区喀斯特地貌和丹霞地貌等特殊土壤生境丰富多样,强烈的土壤、地质异质性孕育了南岭丰富的生物多样性,但对该地区生物多样性起源和演化机制还缺乏理解。

报春苣苔属(Primulina)是一个典型的特殊土壤生境植物类群,广泛分布于我国南方喀斯特和丹霞地貌,南岭是其物种多样性分布中心之一,是研究该地区植物多样性形成与演化机制的理想模式。报春苣苔属多葶报春苣苔复合群包括五个近期分化的物种,均特有分布于南岭山地,其中多葶报春苣苔、湖南报春苣苔、多色报春苣苔和淡黄报春苣苔为喀斯特土壤生境特有物种,而遂川报春苣苔为丹霞地貌生境特有物种(图1)。本研究以多葶报春苣苔复合群为研究对象,利用全基因组重测序数据分析了该复合群遗传结构、系统发育关系、种群历史和基因流,解析了物种基因组分化特征,并探讨了特殊土壤生境适应性和物种形成的基因组机制。群体基因组分析表明,多葶报春苣苔复合群种间存在历史基因流,基因流和连锁选择对基因组遗传分化有塑造作用,但其主要作用于非基因组高度分化区域上;而祖先多态性分选在基因组高度分化区域形成过程中起到了决定性作用。基于基因组扫描和选择分析进一步筛选了与遂川报春苣苔丹霞地貌生境适应性相关的基因组变异,并证明这些变异可能与适应性和物种形成有关。

上述研究为南岭山地特殊土壤生境物种形成和多样性演化提供了基因组学层面上全面的解析,为深入理解该区域生物多样性形成机制奠定了基础。相关研究成果以Gene flow, linked selection, and divergent sorting of ancient polymorphism shape genomic divergence landscape in a group of edaphic specialists 为题,发表在生态与进化生物学主流期刊Molecular Ecology上,博士山站博士后柯富士为第一作者,康明研究员为通讯作者。这一工作得到了国家自然科学基金和中国科学院先导B等项目的支持。论文详见https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.16226


 

图1 A:淡黄报春苣苔, B:多色报春苣苔, C:湖南报春苣苔, D:多葶报春苣苔, E:遂川报春苣苔 


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