文山兜蘭(Paphiopedilum wenshanense)是中國特有的蘭科兜蘭屬原生種,屬國家Ⅰ級重點保護野生植物,形態(tài)介于巨瓣兜蘭(P. bellatulum)與同色兜蘭(P. concolor)之間,曾被誤認為是天然雜交種(P. × conco-bellatulum)。近年來,我院“蘭花保育與產(chǎn)業(yè)化研究團隊”通過野外調(diào)查和分子生物學分析,揭示了文山兜蘭的物種形成機制。
研究選取9個居群的81個個體,利用簡化基因組測序(RAD-seq)獲取單核苷酸多態(tài)性(SNP)數(shù)據(jù),結(jié)合近似貝葉斯計算(Approximate Bayesian Computation, ABC)的種群遺傳結(jié)構(gòu)分析及環(huán)境關(guān)聯(lián)分析,驗證了文山兜蘭并非雜交起源。通過譜系分支時間評估、群體遺傳結(jié)構(gòu)分析和動態(tài)歷史模擬研究進一步發(fā)現(xiàn):文山兜蘭的中間形態(tài)源于末次冰盛期(Last Glacial Maximum, LGM,約26,500至19,000年前),從巨瓣兜蘭分化后,與同色兜蘭發(fā)生基因滲入;其種群遺傳結(jié)構(gòu)受地理和氣候因素顯著影響,紅河南部居群與同色兜蘭的遺傳組分混合較高,且基因滲入與初夏降水量呈強相關(guān)性,表明適應(yīng)性基因滲入是種群分化的關(guān)鍵驅(qū)動力;盡管文山兜蘭種群規(guī)模小、存在近交,但其遺傳多樣性仍維持在較高水平,可能得益于基因滲入帶來的生態(tài)適應(yīng)性提升。研究否定了其作為雜交種的假設(shè),并提出中間形態(tài)的演化與適應(yīng)性基因滲入密切相關(guān),這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了在物種保育中,理解形態(tài)中間型的進化機制對評估物種適應(yīng)性和制定保護策略的重要性。
該成果以“Breaking the Hybrid Myth of Paphiopedilum wenshanense: Double Bifurcated Divergence Followed by Adaptive Introgression Formed a Morphological Intermediate”為題,2024年12月17日發(fā)表于《Molecular Ecology》。我院蔣宏副研究員為第一作者,臺灣大學李勇毅研究員與臺灣師范大學廖培俊教授為共同通訊作者。研究獲國家重要野生植物種質(zhì)資源庫(ZWGX202403)及國家林業(yè)和草原局蘭科植物專項調(diào)查(2019073017)資助。
供稿人:季梅
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