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Monday, December 11, 2017

樟科鳄梨属群系统发育与生物地理学研究取得新进展

Posted by 建华 on 2014 年 8 月 10 日

樟科鳄梨属群植物是新、旧世界热带与亚热带森林群落中一个重要的被子植物基部类群,在樟科中的系统位置相当于族,共包含七个属:油丹属(Alseodaphne)、Apollonias属、檬果樟属(Caryodaphnopsis)、莲桂属(Dehaasia)、润楠属(Machilus)、赛楠属(Nothaphoebe)、鳄梨属(Persea)和楠属(Phoebe),约400~450种,主要分布于亚洲的热带至亚热带地区,但约有1/4的种类分布于美洲的热带至亚热带地区。该类群植物的分类学及系统演化关系一直存在疑问,其热带、亚热带亚洲—美洲间断分布格局的成因更缺乏深入细致的研究。

中科院西双版纳热带植物园植物系统发育与保护生物学课题组博士研究生李朗在导师李捷研究员和德国汉堡大学Jens G. Rohwer教授的共同指导下,针对樟科鳄梨属群植物所存在的系统学争议和生物地理学问题,开展了全面而深入的系统发育重建和生物地理学研究工作。在研究中通过选取鳄梨属群78个物种及相关类群9个物种,使用ITS和核单拷贝功能基因LEAFY作为分子标记,重建了鳄梨属群的系统发育。同时,利用分子钟分析,对鳄梨属群的起源和属群内几次重要的分化时间进行了推测,在结合形态学,古植物学,古地质学和古气候学等多学科证据进行综合分析后,得出如下结论:(1)确定鳄梨属群为一个单系类群,属群内润楠属和楠属各为一单系类群,油丹属、莲桂属和鳄梨属为复系类群,Apollonias属与鳄梨属、赛楠属与油丹属关系密切;(2)进一步证实了花被片特征是解决鳄梨属群系统学问题最重要的形态学性状,对于属群内各类群间的界定具有重要的分类学意义;(3)根据分子钟推测结果,鳄梨属群起源于始新世早期(~55.3 mya)鳄梨族—月桂族植物在劳亚古陆上的扩散过程中;(4)鳄梨属群在始新世中期经历了两次重要的分化(~51.9 mya,~48.5 mya),其现今热带、亚热带亚洲—美洲间断分布格局是由于始新世中后期全球气候变冷导致北热带植物群(Boreotropics)向低纬度地区退缩形成的隔离所致;(5)研究还发现了鳄梨属群中出现的亚洲和美洲,美洲和大西洋Macaronesia群岛之间的少数长距离扩散事件。

此项研究无疑为今后重建一个能反映樟科鳄梨属群系统演化关系的自然系统,更深入地了解该类群植物的多样性,以及持续利用与保护该类群植物提供了坚实的系统发育研究基础。同时,为揭示新、旧世界热带与亚热带森林群落中原始被子植物类群的起源、演化和扩散提供了可靠的研究证据,为探讨这些植物类群在大时间尺度上对环境变化的响应提供了可信的实例证明。此项研究成果已于近期在植物科学(Plant Sciences)Q1学术期刊American Journal of Botany上发表(http://www.amjbot.org/cgi/content/abstract/ajb.1100006v1)。

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