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桫欏異源多倍體物種形成研究取得進展
自達爾文1859年發(fā)表《物種起源》以來，物種形成一直是進化生物學(xué)領(lǐng)域最基本也是最重要的科學(xué)問題。多倍化被認為是一種“立竿見影”的物種形成方式，這主要是因為經(jīng)典的進化生物學(xué)理論認為不同倍性之間會迅速形成強烈的生殖隔離。多倍化現(xiàn)象在植物中非常普遍，尤其是蕨類，多倍體約占其物種數(shù)的30%。然而迄今為止，對蕨類多倍體物種形成進化機制的理解仍然非常缺乏。
桫欏科植物是侏羅紀孑遺的樹狀蕨類，現(xiàn)存的桫欏科植物與其化石形態(tài)特征幾無變化，因而也被稱為“活化石”，具有重要的科學(xué)研究和生物多樣性保護價值。與其他蕨類普遍存在的多倍體現(xiàn)象相反，多倍體在桫欏科植物非常少見，迄今為止只有分布于中國及日本的小黑桫欏報道為四倍體。中科院西雙版納熱帶植物園和中科院華南植物園科研人員合作，整合形態(tài)學(xué)、細胞學(xué)、系統(tǒng)發(fā)育和群體基因組學(xué)等手段，系統(tǒng)開展了小黑桫欏的物種形成歷史研究，證實小黑桫欏是異源雜交四倍體，其母本是大葉黑桫欏(二倍體)，父本是粗齒桫欏(二倍體)?；诤喕蚪M測序的群體基因組學(xué)及溯祖模型揭示四倍體小黑桫欏后代與其親本粗齒桫欏在同域或鄰域分布群體存在基因流。生態(tài)位模型分析揭示小黑桫欏與其親本之一大葉黑桫欏存在明顯的生態(tài)位分化，但與粗齒桫欏的生態(tài)位大部分重疊，推測小黑桫欏的多倍體雜交起源受華南地區(qū)的歷史氣候變化驅(qū)動。
該研究首次從群體基因組水平解析了蕨類植物的雜交物種形成機制和進化歷史，并發(fā)現(xiàn)蕨類不同倍性之間存在基因流，研究結(jié)果豐富了多倍體雜交物種形成理論。研究結(jié)果以Allopolyploid speciation accompanied by gene flow in a tree fern為題在線發(fā)表于Molecular Biology and Evolution。
小黑桫欏(G. metteniana)與其親本大葉黑桫欏(G. gigantea)和粗齒桫欏(G. denticulata)的遺傳分化
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