关键词:高原植物系统发育研究进展

来源：西北高原研究所，2022年3月25日11:33

青藏高原作为世界上平均海拔最高、地质历史最年轻的高原，享有“世界屋脊”和“世界屋脊”的美誉。青藏高原的隆升和第四纪的剧烈气候冲击深刻影响了该地区物种的遗传结构和地理分布，也影响了全球生态格局。青藏高原环境独特，生物资源丰富，是全球生物多样性的热点之一。探索物种的适应性进化、物种多样性以及物种对第四纪冰期的响应也是一个科学问题。

青藏高原作为世界上平均海拔最高、地质历史最年轻的高原，享有“世界屋脊”和“世界屋脊”的美誉。青藏高原的隆升和第四纪严重的气候冲击深刻影响了这一地区的物种结构和地理分布，并影响了全球生态格局。青藏高原环境独特，生物资源丰富。它是全球生物多样性研究的热点之一，也是探索物种适应性进化、物种多样性、物种对第四纪冰期响应等科学问题的最理想区域。

Parnassia L .属于卫矛科，主要分布于北温带高山地区，我国西南山区是该属的分布和分化中心。长期以来，李属植物的系统位置一直存在争议，存疑种较多，迫切需要建立全面可靠的系统发育关系。中国科学院西北高原生物研究所青藏高原植物适应与进化学科组以25种李属植物和23种卫矛科植物为研究材料，利用高通量测序平台获取并组装质体基因组和核糖体DNA序列。根据GenBank数据库中公布的蔷薇属超序植物基因组序列，利用最大似然法和贝叶斯法构建了李属植物的高分辨率系统发育树(图1)，支持了大量的分类学修正，认为李属为单系，与卫矛科亲缘关系最近。根据分歧时间的估算，发现李属在渐新世开始分化，中新世早中期的造山运动和亚洲季风促进了该属的物种多样性和分布，青藏高原的最终隆升和中新世晚期或上新世的气候振荡共同促进了李属物种的快速辐射演化。此外，横断山区及其邻近山区的李属可能存在大范围的杂交或渗透事件。基生叶的形态特征可作为显示该属物种间进化关系的关键性状，而一些广泛用于分类和分组的性状是平行进化的结果(植物科学前沿13: 855944，2022)。

乌头属植物的多倍体、杂交和频繁的基因流交换给物种形成和分化的研究带来了困难。铁棒锤和黄花乌头为乌头属多年生草本植物，主要分布于青藏高原及其邻近地区。两种铁锤形态特征相似，是研究青藏高原区域物种形成和演化历史的理想材料。利用第二代测序技术获得牛心朴子和牛心朴子叶绿体基因组。通过叶绿体基因组结构的比较，发现牛心朴子和牛心朴子在基因含量、基因序列、GC含量、密码子偏好性、IR/SC边界的扩展和收缩等方面略有差异。系统发育分析的结果表明，该会所和该会所并没有按照形态种类进行聚类，它们并不是独立的单系(图2生物学DOI: 10.1007/S11756-021-00969-6，2022)。

教派。蒿属植物的粘帚因其浓密的腺毛和粘质的柔毛而得名。多为青藏高原特有，主要分布在青藏高原的东南边缘。由于特殊的地理分布，这组物种在以往对蒿属植物的研究中很少出现。本文分别采用第二代测序技术Illumina和第三代测序技术PacBio对唐古特蒿进行测序，并分别进行组装和混合。通过PCR验证，混合组装得到的叶绿体基因组是最准确的。结构分析表明，叶绿体基因组中重复序列的分布存在一定差异(图3)。光系统II和核糖体大亚基基因具有较高的核苷酸替代率。系统发育分析表明，蒿属植物被包埋在蒿属植物中，蒿属植物可能是多谱系起源，蒿属植物与菊属植物的系统发育关系有待进一步研究(Biology DOI:10.1007/s 11756-021-00951-2，2022)。

山药。为忍冬科薯蓣属多年生草本植物，主要分布于青藏高原东北部及邻近高山地区，为东亚特有。以cpDNA和低拷贝核基因为基础，分析了盾叶薯蓣13个居群的遗传多样性和居群遗传结构，模拟了动态历史和适宜生境。结果表明，位于高原边缘及周边地区的盾叶薯蓣种群多样性水平较高(图4)，cpDNA的分化水平高于核基因，表明该物种经历了从低海拔山地向高原台地的扩张(Peer J。

研究工作得到了青藏高原第二次综合科学考察研究、中国科学院战略性先导科技项目(A类)、中国科学院与青海省人民政府三江源国家公园联合研究项目、青海省国际合作计划、青海省应用计划和青海省农作物品种分子育种重点实验室的支持。(100yiyao.com)

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