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生态与自然保护学院科研团队在栎类生态适应研究上取得进展

发表时间:(2020-06-01)

  近日,我校生态与自然保护学院杜芳教授课题组在生态学重要刊物 Evolutionary Applications(IF = 5.038)发表了题为 “Contrasted patterns of local adaptation to climate change across the range of an evergreen oak, Quercus aquifolioides ” 的研究论文。该研究重点解析了在全球气候变化背景下,地理、气候因子对种群生态适应模式的影响,着重展示了我国西南部生物多样性中心的建群树种——川滇高山栎的生态适应机制及其对未来气候变化的适应潜力。

 

  栎属( Quercus L.)是全球分布最为广泛的森林树种之一。栎属植物的主要特征是形态变异巨大,物种间生殖隔离不完全, 物种间的杂交与渐渗频繁。受此启发Van Valen 1976年提出了生态学物种概念,挑战了当时占主流的由动物学家Ernst Mayr(1942;1970)提出的生物学物种概念,强调了适应区域在物种形成过程中的重要作用,并开启了以栎类植物为模式研究生态适应的先河。

 

  我国栎类资源丰富,根据第八次全国森林资源清查报告,栎类占天然林的总面积的13%,是我国天然林中分布面积最大和最广的树种。然而遗憾的是,这些珍贵的栎类资源没有得到重视和充分利用,其中一个主要原因是缺乏遗传资源的挖掘与利用,尤其是缺乏遗传变异与环境关系的研究。

 

  川滇高山栎生境

 

  川滇高山栎广泛分布在横断山和喜马拉雅山的生物多样性热点区域,是该地区的建群树种。杜芳教授带领其团队成员自2010年开展了川滇高山栎遗传多样性研究,并重建了其种群动态历史,论文2017年以封面形式发表在 Journal of Biogeography 上 (Du et al ., 2017)。本研究是上述工作的持续,利用65个与干旱胁迫相关的候选基因,结合种群遗传学和景观基因组学的分析方法,检测到川滇高山栎分布范围内不同的遗传变异模式。在喜马拉雅–横断山脉/川西高原谱系中检测到比西藏谱系中更多的遗传分化特异性位点,并且在喜马拉雅–横断山脉/川西高原谱系中发现位于两个基因中的三个单核苷酸多态性位点对旱季降水作出响应。相比之下,西藏谱系的遗传变异与地理距离有关,喜马拉雅–横断山脉/川西高原谱系的遗传变异与环境相关。

 

  针对种群对未来气候适应潜力的问题,作者进一步基于非适应性风险分析方法建立了种群的等位基因频率与生物气候变量的回归曲线,预测了川滇高山栎种群对未来气候的适应潜力。该研究为深入理解我国乡土栎树的生态适应机制、解析树种对气候选择压力的响应模式提供了参考和指导。

 

  威尼斯登录网站平台-线上真人手机版下载生态与自然保护学院杜芳教授是该论文的第一作者和通讯作者,硕士生王天瑞、王玉垚,加拿大魁北克大学的Guillaume de Lafontaine教授和日本森林综合研究所的Saneyoshi Ueno研究员为论文的共同作者。本工作得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研专项资金的资助。

 

  论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/eva.13030

 

 

  参考文献:

  Van Valen L, (1976). Ecological Species, Multispecies, and Oaks. Taxon, 25 (2), 233-239.

  Mayr, E., 1942. Systematic and the Origin of Species. Columbia University Press,

  New York.

  Mayr, E. (1970). Populations, Species, and Evolution. Cambridge: Harvard Univ. Press. 453

  Du, F.K., Hou, M., Wang, W. T., Mao, K. S., & Hampe, A. (2017). Phylogeography of Quercus aquifolioides provides novel insights  into the Neogene history of a major global hotspot of plant diversity in south-west China. Journal of Biogeography, 44, 294–307.

 

 

编辑:高大为

审核:刘   尧

 

来源:生态与自然保护学院          作者:杜芳;审稿:徐基良          浏览次数:   
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