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植物所科研人員在植物物種形成研究中獲重要進展

  物種形成是進化生物學研究中的核心議題,曾被達爾文稱為“謎中之謎”。目前,自然選擇在物種形成中的作用已得到公認,但對自然選擇在物種形成中如何發生作用仍缺乏足夠的研究。“平行物種形成”是指決定新種形成的生殖隔離機制在相似的生境中多次獨立產生,是一種特殊的物種形成模式,也是自然選擇導致物種形成最強有力的證據。然而迄今為止,植物界中確鑿的平行物種形成案例還鮮有報道。 

  中國科學院植物研究所葛頌研究組一直致力于野生稻的物種形成研究。近期該團隊借助于重測序和核基因序列數據,結合傳統的同質園和雜交試驗,對野生稻Oryza nivara的起源及其進化機制進行了較為全面的進化生物學和群體基因組學研究。研究人員發現,不同地區的一年生O. nivara是獨立起源于當地的另一種多年生野生稻O. rufipogon群體;在祖先種O. rufipogon和新種O. nivara之間因花期不同而出現幾乎完全的合子前生殖隔離,而二者之間不存在任何合子后生殖隔離機制。進一步分析表明,不同地區的O. nivara群體在表型上出現了一致性的適應性分化,說明自然選擇在新種形成中具有決定性作用;開花時間改變是種間出現生殖隔離的關鍵,同時也是新種O. nivara對干旱環境的一種適應。 

  該成果表明,O. nivara的多次起源是迄今植物中證據最為充分的平行物種形成案例,將成為深入探討物種形成機制的一個理想系統。 

  該成果于515日正式發表在國際學術期刊Molecular Biology and Evolution上。葛頌研究組博士研究生蔡、周廉、任寧寧和徐迅為論文共同第一作者,葛頌研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項、CAS/SAFEA國際合作項目創新研究團隊以及中國博士后科學基金的支持。 

  文章鏈接: 

  https://academic.oup.com/mbe/article/36/5/875/5315517 

  (系統進化實驗室供稿) 

   

  群體重測序(上圖)和中性基因數據(下圖)均表明新O. nivara(紅色) 

  多次起源于祖先種O. rufipogon 


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