研究發(fā)現(xiàn)裸子植物多樣化 可能與干冷氣候環(huán)境有關(guān)

記者7月20日從中國科學(xué)院昆明植物研究所獲悉，該所伊廷雙和李德銖團(tuán)隊與多個國外研究團(tuán)隊合作，在裸子植物物種多樣化和表型進(jìn)化研究取得重要進(jìn)展。國際植物學(xué)頂級期刊《自然·植物》近日在線發(fā)表了這一研究成果。

“確定生命之樹中物種多樣性和表型差異產(chǎn)生的主要內(nèi)部和外部驅(qū)動力，是進(jìn)化生物學(xué)研究的主要挑戰(zhàn)之一。”李德銖研究員介紹，對于綠色植物，全基因組復(fù)制亦即多倍化，是重要的進(jìn)化驅(qū)動力，但此前人們?nèi)圆磺宄蚪M復(fù)制是否能與響應(yīng)氣候變化，以及新生態(tài)機(jī)遇的適應(yīng)性輻射演化等進(jìn)化過程一起塑造宏觀進(jìn)化模式。現(xiàn)存的裸子植物支系明顯經(jīng)歷了古輻射演化、大量滅絕事件、超常的形態(tài)停滯和近期多樣化等復(fù)雜歷史，但裸子植物進(jìn)化主要階段的相關(guān)性和原因在很大程度上仍不清楚。

依托中國西南野生生物種質(zhì)資源庫，中國科學(xué)院昆明植物研究所伊廷雙和李德銖團(tuán)隊與美國密西根大學(xué)、佛羅里達(dá)大學(xué)，以及賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究團(tuán)隊合作，開展了裸子植物多樣性宏進(jìn)化模式的研究。合作團(tuán)隊整合新測序的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和多類型數(shù)據(jù)，檢驗了裸子植物基因和基因組復(fù)制等與表型創(chuàng)新、物種多樣化和氣候生態(tài)位的關(guān)系。

研究發(fā)現(xiàn)，伴隨著現(xiàn)存裸子植物主要支系的起源，發(fā)生了全基因組復(fù)制和基因組大小變化，裸子植物可能存在一次共有的多倍化事件。此外，該研究顯示了基因復(fù)制峰與表型創(chuàng)新峰共發(fā)生，第一次在宏觀尺度上證明了基因復(fù)制和表型創(chuàng)新的直接關(guān)系。

研究還發(fā)現(xiàn)，自被子植物崛起以來，裸子植物大多數(shù)多樣化變化與全基因組復(fù)制事件不相關(guān)，而與裸子植物加快占領(lǐng)較干冷氣候環(huán)境相關(guān)。這表明生態(tài)機(jī)遇特別是晚新生代的生態(tài)機(jī)遇，以及生境異質(zhì)性驅(qū)動了現(xiàn)存裸子植物物種多樣性的復(fù)興。此項研究深刻理解了裸子植物多樣性和表型進(jìn)化的過程，對探討植物微觀和宏觀進(jìn)化的主要驅(qū)動力具有廣泛而深刻的啟示意義。(記者趙漢斌)

關(guān)鍵詞： 裸子植物 多樣化 干冷氣候環(huán)境 表型差異