高山竹类演化揭示横断山物种多样性形成机制
最近,中国科学院昆明植物研究所研究员李德洙领导的植物多样性和基因组学研究小组采用双酶消化法简化基因组测序,选择167种178个个体作为研究材料,重建高山竹的系统发育关系。在此基础上,结合分子时钟推断,研究团队重建了该群体的进化史及其与横断山隆升的关系,并探讨了影响横断山物种多样性形成的可能因素。相关研究结果发表在《生物地理学杂志》在线版上。
高山竹是李青竹亚科竹子的一个独特的分支,包括8属210种。它们主要分布在中国西南横断山区,少数种类分布在东亚、南亚南部和非洲山区的其他山区。高山竹子可以蔓延到海拔4300米的高山草甸或海拔700米的低山区。它们的地理分布特征为揭示横断山区物种多样性的形成机制提供了一个很好的模型。近年来,基因组简化方法的迅速发展为解决高山竹子快速辐射分化群之间的进化关系提供了机会。
结果表明,高山竹是一个很好的单系,而玉山竹是一个单系,这一点得到了传统形态学的支持。然而,箭竹属是多谱系的,其大多数分支没有形态学上的共衍生支持,而其他属是单系的。多样性率分析和祖先分布区重建表明,高山竹起源于晚中新世,其祖先群分布在横断山区以外,在上新世扩展到横断山区,经历了快速的辐射演化,与横断山隆升时期相吻合。
基于地理分布的多样性率分析结果表明,高山竹的物种形成率随着海拔的增加而增加,分布在高海拔的类群具有较高的多样性形成率。由于高山竹的扩散能力有限,大部分分布在局部,横断山岛生境可能是促进高山竹多样性的关键因素。作为揭示横断山区物种多样性形成机制的成功案例,本研究丰富了对横断山区物种多样性形成的认识,为其他植物类群的物种多样性研究提供了重要的参考价值。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jbi.13723