青藏高原隆升对点地梅属亚洲分支物种多样性的影响
批准号:
32070230
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
徐源
依托单位:
学科分类:
植物分类学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐源
中文摘要
全球的生物多样性热点多集中在山地。研究造山运动对物种多样性的影响有助于理解全球生物多样性格局的演变。青藏高原是重要的生物多样性热点区域,高原隆升是该地区物种多样性形成的主要驱动力。但以往的研究常忽视青藏高原隆升的地质历史,导致对物种在不同的地质时间和地理空间上响应高原隆升的演化模式还不明确。本项目拟以点地梅属亚洲分支为对象,针对青藏高原中部、喜马拉雅和横断山三个地质年代不同的区域开展对比性的研究。在点地梅属的框架下开展系统发育基因组学、生物地理学和物种分化速率分析,并选取邻域和异域分布的4个姐妹种对开展谱系地理和群体遗传分析。据此可以推断点地梅属亚洲分支在青藏高原不同地质时期的物种分化过程(物种迁移和种群扩张等),揭示点地梅属亚洲分支的物种分化速率随时间的变化和在上述三个区域的差异及其成因。本项目的开展可为研究青藏高原物种多样性的形成机制提供新的思路,也为该地区生物多样性保护提供理论依据。
英文摘要
Most of the biodiversity hotspots on earth are distributed in mountain areas. Studying the impact of orogeny of high mountain ranges on species diversity will contribute to the understanding of the evolution of global biodiversity. In Qinghai-Tibetan Plateau (QTP), an important biodiversity hotspot, the uplift of QTP has been regarded as the main driving force for the species diversity in this region. However, previous studies have always neglected the geological history of the uplift of QTP, therefore, the species evolution patterns responding to the uplift of QTP in different geological time and geographic space remain unclear so far. In the present project, the species diversity of Androsace Asian Clade among the central QTP, the Himalayas and the Hengduan mountains, which are uplifted in different geological period, will be investigated. At the interspecific level, the phylogenomics, biogeography and species diversification rate analysis of Androsace Asian Clade will be carried out in the phylogenetic framework of Androsace. Furthermore, the phylogeography and population genetics of four parapatric or allopatric sister species pairs will be analyzed. The species diversification process of Androsace Asian Clade (including species migration and population expansion, etc.) in different geological periods of the QTP will be deduced, the diversification pattern of Androsace Asian Clade in the three regions will be revealed and compared, and the causes for the differences will be discussed. The results of this study will provide new insights in the mechanism leading to species diversity in the region of QTP, which will also contributed to the biodiversity conservation in this area.
本项目以点地梅属亚洲分支为研究对象,通过全面的野外调查、细胞学研究、系统发育分析、分化时间估算、生物地理分析、物种多样化速率分析、群体遗传学分析、叶绿体基因组比较分析、基因组Survey分析和直立点地梅的全基因组特征分析,来解析亚洲点地梅属植物的多样化过程。主要研究结果为:(1)全面查清亚洲点地梅属植物的地理分布式样、生境和物候特征,采集点地梅属116个物种的实验材料;(2)首次报道点地梅属8个物种的染色体数目,发现点地梅属大多数物种的染色体基数为10,仅东北点地梅的染色体基数为9;(3)重建了点地梅属物种数目最多的系统发育树,首次确定大叶点地梅和异叶点地梅的系统位置,并发现裂叶组不是单系;(4)推算点地梅属的冠群分化时间为34 Ma,亚洲分支的冠群分化时间为23 Ma,青藏高原分支的分化时间为9 Ma;(5)推论亚洲点地梅属植物起源于青藏高原,并由一年生和亚垫状类群介导发生了6次从青藏高原向亚洲北部的长距离扩散事件,形成现在的地理分布格局;(6)点地梅属的物种形成速率约从9 Ma开始加快,而亚洲分支则从7 Ma开始加快,但随后在5 Ma开始缓慢减弱;(7)在点地梅属中,垫状类群具有最高的净多样化速率,但在亚洲分支中,亚垫状类群具有最高的净多样化速率;(8)点地梅属物种的叶绿体基因组全长为147565-154193 bp,GC含量为36.9%-37.5%,包含152-158个基因,其中蛋白编码基因88-94个;(9)点地梅属多为二倍体物种(占比大于85%),基因组大小为0.41 Gb-6.89 Gb,重复序列比例为27.87%-90.68%,杂合度为0.09%-6.44%。点地梅属分布于不同生境和具不同生活型物种的基因组大小差异显著,其变化规律符合“大基因组约束”等假说;(10)组装好的直立点地梅基因组为484 Mb,GC含量为35.61%,重复序列长度为323 Mb,共注释到22019个蛋白编码基因,显著扩张的基因有969个,其分子功能(水跨膜转运蛋白活性等)可能与直立点地梅对极其干旱生境的适应性相关。综合上述研究结果,推论点地梅属亚洲分支和欧洲-北美分支经历了不同的多样化过程,青藏高原隆升形成的环境异质性和横断山的快速形成是促进亚洲点地梅属物种形成、分化和迁移的主要驱动力。本项目的开展为进一步研究青藏高原地区的物种多样性形成机制奠定了基础。
报春花属雪山报春组的整合分类学研究
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批准号:32370223
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:徐源
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依托单位:
报春花属耐热型花卉资源植物报春花组的物种分化研究
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批准号:2020A1515010565
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2020
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负责人:徐源
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依托单位:
中国西南丹霞和喀斯特生境下绒毛报春复合群的分化式样研究
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批准号:31700173
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2017
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负责人:徐源
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依托单位:
国内基金
海外基金