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海仙报春复合体(报春花属)中国西南-台湾间断分布形成机制及异型花柱演化

批准号:
32100169
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
谢艳萍
依托单位:
学科分类:
植物分类学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢艳萍

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
中国西南与台湾地区的间断分布非常有助于理解东亚物种起源、演化以及生物多样性形成和维持机制。现有的研究表明台湾的一些物种起源于全球生物多样性热点地区之一的中国西南地区,由于气候变化等诸多因素使得两地部分植物区系呈现间断分布的格局,但还需要更多的例子来阐明间断分布的形成机制。海仙报春复合体是异型花柱植物报春花属的一个单系类群,呈中国西南-台湾间断分布,且花柱类型在不同分布区出现分化,西南分布的3个物种为二型花柱,台湾分布的1个物种为同型花柱。因此,本项目将开展cpDNA和RAD-seq测序来研究海仙报春复合体物种在中国西南-台湾间断分布格局的谱系地理结构和种群历史动态,并整合生态位模型追溯异型花柱的演化历史和驱动因素。本研究的完成将加强对海仙报春复合体在中国西南-台湾间断分布格局的形成机制以及在地质历史和气候变化下异型花柱演化的认识,为深入了解东亚植物多样性起源与地理演化提供重要参考价值。
英文摘要
Southwest China-Taiwan disjunction in East Asia is a striking example to understand origination and species biodiversity in these two regions. Many Taiwanese species are predominately of Southwest China origin, which is one of the most famous biodiversity hotspot in the world, but more cases are needed to explore the mechanisms underlying the disjunct distribution of plants between Taiwan and Himalaya-southwestern China. The monophyletic Primula poissonii complex (Primula, Primulaceae) is an idea taxon to understand the mechanism explaining this kind of disjunction. Four species of P. poissonii complex show Southwest China-Taiwan disjunction with three heterostylous species in Southwest China and one homostylous species in Taiwan. We will reconstruct phylogeographical structure of P. poissonii complex, and the population history based on cpDNA and RAD-seq data, with combining ecological niche modeling and population evolutional analysis, trace demographic history of species among this complex, and elucidate the historical factors shaping their genetic distribution pattern and evolution. Our study will greatly improve our understanding on the phylogeographic evolution of P. poissonii complex and its heterostylous evolution in the background of geological history and climate changes. We thus will provide new insights into the origin of the disjunction between Taiwan and Southwestern China.
对中国西南-台湾间断分布的类群的物种形成历史的研究非常有助于理解物种起源、演化以及生物多样性形成和维持机制。本项目以中国西南-台湾间断分布的海仙报春复合体的四个物种为材料,通过分析物种的群体遗传结构和种群动态历史,并结合生态位模型推测间断分布格局的形成机制。本研究完成了极小种群野生植物物种——香海仙报春的叶绿体全基因组的测序、组装、注释和分析,并基于此构建了报春花属的系统发育树,明确了复合体四个物种的种间关系。此外,利用32个居群共173个个体的简化基因组测序数据进行种群遗传结构、种群动态历史等的分析。结果表明四个物种中遗传多样性最低的是分布于台湾的同型花柱物种玉山灯台报春,其次是极小种群野生植物物种香海仙报春,遗传多样性最高的是广布种海仙报春。主成分分析和STRUCTURE分析结果表明,台湾分布的玉山灯台报春和西南分布的三个物种形成两大分支。种群动态历史结果显示两大分支在约320万年前(第四纪上新世晚期至早更新世)发生分化,这可能是受到了青藏高原隆升的影响;而西南分布的三个物种的分化则可能和第四纪气候的波动有关。在分化过程中,四个物种的有效种群大小均发生了收缩。结合生态位模型的分析,西南分布的物种在末次盛冰期(LGM)时有向台湾扩散的可能,而台湾分布的玉山灯台报春的分布区在各个时期都难以适应中国西南地区的生境,因此推测在其与西南的物种分开后就扩散至台湾,并通过从异型花柱向同型花柱的演化以适应新的生境。本研究揭示了海仙报春复合体在青藏高原抬升和第四纪气候变化的影响下发生物种分化、扩散和种群变化的过程,为理解西南-台湾间断分布的植物的生物地理学关系提供支持。
海仙报春复合体(报春花属)中国西南-台湾间断分布形成机制及异型花柱演化
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    谢艳萍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金