科研進(jìn)展
北疆地區荒漠建群灌木紅砂多次起源研究取得新進(jìn)展
生物多樣性是人類(lèi)生存和發(fā)展的重要基礎。自然雜交是生物多樣性發(fā)生的重要驅動(dòng)力，在植物界中普遍存在。隨著(zhù)氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對植物近緣類(lèi)群之間生態(tài)或地理障礙的持續破壞，雜交物種形成的進(jìn)程和發(fā)生頻率受到?jīng)_擊，影響區域生物多樣性穩定性的維持。
紅砂（Reaumuria songarica）是廣泛分布于亞洲內陸干旱區的建群灌木，在維持溫帶荒漠生態(tài)系統的物種多樣性和穩定性方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。前期研究發(fā)現該物種內部經(jīng)歷過(guò)明顯的分化和雜交事件。
為了進(jìn)一步闡明紅砂不同支系的形成歷史，厘清雜交物種形成在北疆紅砂生物多樣性形成中的作用，中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院馬小飛課題組采集了紅砂物種范圍的32個(gè)群體，通過(guò)分析并比對母系遺傳的cpDNA序列和雙親遺傳的nrITS序列在群體間的遺傳變異模式，重新深入解析了紅砂的譜系地理結構及其時(shí)空演化歷史。
研究結果表明，北疆地區紅砂的進(jìn)化歷史涉及多次起源。烏爾禾群體直接由紅砂祖先群體演化而來(lái)，其余群體均為東部和西部遺傳支系雜交產(chǎn)生的后衍群體，這些雜交群體可以劃分為靠近天山山脈的南部分組（GuD－S）和遠離天山的北部分組（GuD－N）。結合DNA C－值數據，GuD－S組屬于獨立的同倍性雜交起源；GuD－N組遺傳混雜，同時(shí)包含同倍性雜交和異源四倍體雜交群體。
除烏爾禾群體以外，GuD－S和GuD－N的起源時(shí)間均晚于0.5百萬(wàn)年前，推測第四紀氣候震蕩和昆侖－黃河運動(dòng)導致的古爾班通古特沙漠多次收縮和擴張，為親本支系之間或雜交后代與親本支系之間的二次接觸提供了機會(huì )，是北疆紅砂種內多樣性發(fā)生的主要原因，這為認識準噶爾盆地植物區系的復雜起源以及雜交在物種多樣性中的作用提供了一個(gè)范例。
上述研究成果以Phylogeographic analysis reveals multiple origins of the desert shrub Reaumuria songarica in northern Xinjiang，involving homoploid and tetraploid hybrids為題近期發(fā)表在Ecology and Evolution期刊上，西北研究院博士后范興科為第一作者，馬小飛研究員為通訊作者。相關(guān)研究由國家自然科學(xué)基金項目、甘肅省引導科技創(chuàng )新專(zhuān)項以及上海市綠化和市容管理局科技攻關(guān)項目等聯(lián)合資助。
論文鏈接：https：／／doi．org／10.1002／ece3.70199
圖1 荒漠灌木紅砂的不同生境
圖2 紅砂cpDNA和nrITS單倍型的地理分布和拓撲結構
圖3 基于cpDNA單倍型重建紅砂的時(shí)空演化歷史
