上海辰山植物园 English
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7月7日，上海辰山植物园(中国科学院上海辰山植物科研中心)黄卫昌课题组研究助理蒋凯与华东师范大学、爱丁堡大学、上海植物园和上海师范大学学者合作，在生物地理学著名期刊Journal of Biogeography在线发表了题为Shifting roles of the East China Sea in the phylogeography of red nanmu in East Asia(《东亚红楠谱系地理揭示东海连接-隔离角色的转换》)的论文。该论文阐述了在东亚地质历史中，冰期/间冰期引起的东海海平面变化未促进红楠的谱系分化。论文通讯作者为华东师范大学生态与环境科学学院院长陈小勇教授，辰山植物园胡永红教授、黄卫昌教授、王正伟和已毕业研究生苗利媛参与了本研究。
更新世气候波动影响种群分化和物种形成，但这些周期性波动促进还是限制遗传分化仍存在很大争议。中国-日本森林亚区是东亚植物区系的重要组成部分，有丰富的物种多样性和复杂的地形地貌。中国东海被认为是上述亚区中重要的地理间断，能促进种群分化，甚至物种形成，对这一区域物种多样性的形成具有重要作用。但是更新世冰期/间冰期引起的海侵海退导致这个亚区内的岛屿及陆桥周期性出现，陆桥的连接作用有可能限制种群分化和物种形成。因此，东海促进还是限制种群分化及可能的作用机制仍有待研究。
更新世冰期和间冰期循环往复可触发种群反复连接和隔离，有可能以物种泵（Species pump）的形式促进种群分化，也有可能以物种真空（Species vacuum）的形式限制分化，这主要取决于隔离时间及其是否引发了生殖隔离。本研究聚焦于中国-日本森林亚区中的东海（ECS）间断，对这一区域广泛分布的常绿阔叶树木红楠（Machilus thunbergii）进行谱系地理研究。首先使用生态位模型确定红楠在末次间冰期（LIG）、末次盛冰期（LGM）和当前的潜在分布区。然后使用3个叶绿体片段和10个核微卫星位点分析红楠的遗传多样性和遗传结构。最后通过近似贝叶斯方法（ABC）确定最优种群历史动态模型并估计种群参数。通过上述研究解决以下2个问题：1）在LIG和LGM 时期ECS对于红楠具有怎样的作用？2）更新世气候波动促进（物种泵）还是限制（物种真空）了红楠种群的遗传分化？
红楠生态位模拟显示ECS在LGM时期为红楠提供了适宜生境。基于微卫星的遗传结构分析显示红楠存在3个谱系，中国舟山群岛和日本九州岛谱系（ZA-KS）是中国大陆东部（MEC）和日本本州岛谱系（HS）混合后形成；ABC分析结果表明混合模型（SCM）具有最高的支持率，MEC和HS分化时间约为6.8万年前，这两个谱系混合后形成ZA-KS的时间约为1.5万年。MEC谱系叶绿体单倍型多样性较高，而ZA-KS和HS只有1种单倍型；但是不同谱系间基于核微卫星的等位基因丰富度相当，无显著差异。
在末次间冰期，东海对于红楠具有地理隔离作用。但在末次盛冰期，海平面下降暴露的陆桥为红楠提供了合适的生境，为中国和日本红楠种群接触提供了机会。上述更新世冰期/间冰期循环导致的种群隔离和连接未促进红楠遗传分化，可能是由于红楠具有较长的世代时间，隔离时间不够长，未能引起中日红楠种群产生生殖隔离之故。
本项目得到了上海市绿化市容与管理局(F132415和G182418)、国家自然科学基金(31630008)和国家重点研发项目(2016YFC0503102)的支持。
(图/文 蒋凯)
