生境多样性,进而影响了物种演化的复杂性。在地质历史和古气候的变迁中,由于物种分布区变迁导致的二次接触通常诱发种间杂交或叶绿体捕获,进而导致物种基因树的核质冲突。前期研究表明,横断山区异域分布的四种红豆杉存在核质冲突现象,推断高山红豆杉(Taxus florinii)和峨眉红豆杉(Emei type)是喜马拉雅红豆杉(T. wallichiana)和红豆杉(T. chinensis)之间杂交起源的种系,但其物种形成历史与机制尚不清楚。
丽江站研究团队与国际同行在多年合作的基础上,通过多组学结合的方法,在群体水平深入探讨了横断山地区红豆杉属物种形成的过程与机制。群体基因组分析结果表明,四个红豆杉属物种为独立的遗传谱系,种间基因流仅存在于邻域分布的居群中。系统发育基因组分析显示高山红豆杉和峨眉红豆杉在系统树上明显存在着因叶绿体捕获而导致的核质冲突。高山红豆杉的祖先种群捕获了红豆杉的叶绿体,与之对应的峨眉红豆杉的祖先种群捕获了喜马拉雅红豆杉的叶绿体,此后二者的杂种群体作为父本与各自的母系亲本持续发生回交,通过占据新生境和适应性渐渗促进了与亲本种的隔离和分化,最终形成新的物种。红豆杉属植物的叶绿体是父系遗传,叶绿体捕获事件在裸子植物中较为罕见,高山红豆杉和峨眉红豆杉是两个相同亲本种因叶绿体捕获方向相反而形成了不同物种的研究案例。这种物种形成过程可能代表了在山地环境中较为常见但鲜为人知的物种形成式样,为理解生物多样性热点地区植物物种形成与多样性历史提供了新的研究案例。
该研究以Multiple paternally inherited chloroplast capture events associated with Taxus speciation in the Hengduan Mountains为题发表于国际主流期刊Molecular Phylogenetics and Evolution上。
图1 横断山区四种红豆杉属植物物种形成历史和机制示意
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