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科研進展

昆明植物所在杜鵑花屬植物自然雜交區遺傳結構研究方面取得新進展

文章来源:中國科學院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室  |  发布时间:2021-11-19  |  作者:郑伟  |  浏览次数:  |  【打印】 【關閉

 

  自然雜交(natural hybridization)是指自然条件下遗传上存在明显区别的两个物種之间成功交配的现象。自然雜交在植物界中普遍存在,据统计,被子植物中约有25%的物種发生过杂交或基因渐渗。杂交物種形成与适应性进化机制是进化生物学研究的核心科学问题之一。研究自然雜交区内種群遗传结构与生殖隔离机制有助于深入理解杂交物種形成过程及其适应性进化机制。

  杜鵑花屬是中國木本植物最大的屬,全球約有1000多種,中國有590余種。杜鹃花属植物在横断山地区经历过快速的适应辐射演化,杂交和多倍化可能是该属物種多样化的重要方式。近期,中國科學院昆明植物研究所高连明团队雲南南華縣發現了一個疑似杜鵑花雜種,與同域分布的同爲自然雜種粉紅爆杖花存在明顯的形態差異。研究團隊綜合運用形態和簡化基因組數據對雜交區的親本及雜交後代進行分析,以期揭示杂交区的遺傳結構及雜種来源。研究结果表明,该杂交区是由爆杖花、碎米花、糙叶杜鹃以及粉红爆杖花和新的雜種组成的一个复杂的杂交区。从形态和遗传分析證實新的雜種由爆杖花与糙叶杜鹃杂交产生,杂交后代主要由F2代构成。爆杖花是粉红爆杖花与新发现雜種共同親本之一,但兩个雜種種群個體組成差異明顯,粉紅爆杖花種群由F1F2和回交後代組成,而新雜種主要由F2代個體組成,只有少量F1代個體,沒有發現回交後代。該研究首次揭示了爆杖花與糙葉杜鵑之間存在自然雜交现象,为进一步探究杂交物種形成与适应性渐渗研究供了一个经典素材。 

  該研究成果以“Natural hybridization among three Rhododendron species (Ericaceae) revealed by morphological and genomic evidence”爲題,發表在植物學主流期刊BMC Plant Biology上,博士研究生鄭偉和雲南師範大學的嚴麗君博士爲論文第一作者,美國哥倫布大學Kevin Burgess教授爲論文的合作作者高連明研究員和雲南省農科院花卉所的王繼華研究員爲共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金(31670213, 31700179),中國科學院B類先導專項(XDB31000000)和中國科學院大科学装置(2017-LSFGBOWS-02)等項目的資助。 

  文章鏈接

 

1 三个亲本物種与两类自然雜交種的形态(a) Rhododendron spiciferum(碎米花); (b) R. spinuliferum(爆杖花); (c) R. scabrifolium(糙葉杜鵑); (d) R. ×duclouxii(粉紅爆杖花); (e) the putative novel hybrid taxon(新的雜種)。 

 

2 三个亲本及两类杂交的遺傳結構 

(責任編輯:李雪)

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