青藏高原柳属植物的多样化机制
批准号:
32070226
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陈家辉
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:
陈家辉
中文摘要
青藏高原具有丰富的柳属物种多样性,物种数量达143种,是其分布和分化中心之一,其来源可能主要为物种的就地分化和周边植物区系成分的迁入。但传统的基于少量的分子片段的系统学研究无法构建足够分辨率的系统树,阻碍了青藏高原柳属植物多样性起源的研究。本项目拟对青藏高原的柳属植物及周边植物区系的柳属代表物种进行广泛的取样,应用全基因组重测序和转录组测序的手段,构建种级水平的高分辨率的系统发育关系,阐述青藏高原柳属植物与其它植物区系柳属植物的联系、起源的时间尺度、演化历史及其多样化机制。本项目的开展将为柳属这类分类困难的植物类群的系统学研究提供参考,并为青藏高原生物多样性的起源与演化提供重要的证据和研究范式。
英文摘要
Qinghai-Tibet Plateau (QTP) is a distribution and diversification center of Salix (143 species). The origin of this rich species diversity may attribute to in situ diversification and immigration from other flora. However, previous phylogenetic studies based on few molecular markers failed to provide enough resolution to resolve relationships inside Salix, and therefore study of the origin of rich species diversity of Salix in QTP was hampered. In this project, we attempt to collected Salix material of QTP and other flora widely, and conduct whole-genome resequencing and RNAseq for genome-wide phylogenetic inference, and then elucidate the relationships of Salix between QTP and other flora, time of origination, and origin of its rich species diversity. Implementation of this project will provide insights for phylogeny and evolutionary studies for taxon difficult in taxonomy and systematics, as well as essential evidence and research example for origination of species diversity of QTP.
青藏高原是柳属植物的分布和分化中心之一,物种丰富,达143种。传统分子系统学研究因分辨率不足,阻碍了对其多样性起源的深入研究。我们采集了60种柳属植物的66个样品进行基因组浅层测序,并结合公共数据库中的柳属SRA数据,共涵盖了约120余种柳属植物,约占柳属物种总数的25%。通过组装叶绿体基因组和单拷贝直系同源基因,我们进行了系统学分析、分化时间估算和物种多样性研究,构建了柳属主要支系的可靠系统框架,澄清了柳属早期分支间的系统关系。研究结果支持将柳属划分为五个亚属(柳亚属、大白柳亚属、三蕊柳亚属、长叶柳亚属和黄花柳亚属),其中青藏高原和横断山地区的绝大多数柳属物种聚集在皱纹柳-黄花柳亚属支系中,并形成一个单系类群。这表明该地区的大部分柳属植物可能是在高原隆升过程中就地起源的,并且有一些物种扩散到了其他地区,但也有少量物种是从其他地区迁入的。我们检测到皱纹柳-黄花柳亚属支系经历了一次显著的物种分化速率加快事件,这一事件与青藏高原抬升及其引起的气候变化事件相吻合,表明高原抬升及其带来的气候环境变化对青藏高原柳属植物多样性的形成具有重要作用。为进一步验证这一发现,我们采集了青藏高原79种柳属植物的319个个体,通过全基因组重测序,以新获取的近端到端小垫柳基因组为参考进行SNP筛选和群体遗传学分析。结果表明,柳属物种的种内遗传分化与物种间遗传分化部分重叠,并检测到了广泛的基因渐渗现象。我们还发现,青藏垫柳组可能是一个存在广泛自然杂交的复合群,具有显著的能由高山天空岛效应塑造的种群分化。综上所述,我们的研究表明,青藏高原柳属植物主要为在青藏高原抬升过程中就地分化而来,高原抬升及其带来的气候环境变化以及高山天空岛效应等是青藏高原丰富的柳属植物多样性的主要塑造因素。
小垫柳对青藏高原隆升导致的气候环境变化的适应机制
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批准号:31670198
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2016
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负责人:陈家辉
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依托单位:
狭义杨柳科的物种多样性及其不均匀分布的形成机制
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批准号:31270271
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项目类别:面上项目
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资助金额:74.0万元
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批准年份:2012
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负责人:陈家辉
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依托单位:
柳亚属的系统学及其新世界-旧世界间断分布的生物地理学研究
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批准号:30900085
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2009
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负责人:陈家辉
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依托单位:
国内基金
海外基金