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小檗科鬼臼亚科多样性格局的演化历史和成因
陈馥艳, 游旨价, 张秋月, 黄健, 星耀武
生物多样性    2023, 31 (7): 23100-.   DOI: 10.17520/biods.2023100
摘要   (1382 HTML2804 PDF(pc) (2670KB)(2030)  

探究生物多样性在类群和空间不均一性的形成机制对于认识多样性的形成和演化规律具有重要意义, 也是生物学研究的热点之一。鬼臼亚科属于小檗科, 包含10属约89种, 属间物种数量差异巨大。本研究利用比较系统发育学的研究方法, 重建了鬼臼亚科的系统发育关系、分化时间和多样化历史, 并探讨了生物和非生物因素对净多样化速率的影响。研究结果表明鬼臼亚科起源于92.75 Myr, 净多样化速率在约23 Myr开始明显提升, 最显著的净多样化速率转变发生在21 Myr附近的淫羊藿属(Epimedium)分支上。基于性状的演化速率分析显示, 具有蜜距和分布在东亚亚热带的类群具有较高的净多样化速率, 但淫羊藿属特定的距长对其物种的净多样化速率没有影响; 果实类型、假种皮和气生茎的有无对类群间净多样化速率无影响。本研究表明功能性状的演化和中新世以来东亚地区季风气候的加强导致了鬼臼亚科内部多样性的分布不均。


物种 Species 采集地点 Sampling site 序列号 Accession no.
天全淫羊藿 E. flavum 中国四川省天全县二郎山 Erlang Mountain, Tianquan County, Sichuan, China (29.87° N, 102.31° E) OQ674756
短茎淫羊藿 E. brachyrrhizum 中国贵州省岑巩县地郎 Dilang, Cengong County, Guizhou, China (27.32° N, 108.61° E) OQ674753
黔岭淫羊藿 E. leptorrhizum 中国重庆市黔江区仰头山森林公园 Yangtoushan Forest Park, Qianjiang District, Chongqing, China (29.56° N, 108.79° E) OQ674758
紫距淫羊藿 E. epsteinii 中国湖南省桑植县八大公山自然保护区 Badagong Mountain National Nature Reserve, Sangzhi County, Hunan, China (29.78° N, 110.09° E) OQ674754
箭叶淫羊藿 E. sagittatum 中国重庆市忠县刺竹沟 Cizhugou, Zhong County, Chongqing, China (30.10° N, 108.03° E) OQ674759
E. pubigerum 英国邱园(栽培) Kew Gardens, the United Kingdom (cultivated) OQ674751
E. perralderianum 英国邱园(栽培) Kew Gardens, the United Kingdom (cultivated) OQ674757
E. alpinum 英国邱园(栽培) Kew Gardens, the United Kingdom (cultivated) OQ674755
E. diphyllum 英国邱园(栽培) Kew Gardens, the United Kingdom (cultivated) OQ674750
E. grandiflorum var. thunbergianum 日本岩手县八幡平市 Hachimantai, Iwate Prefecture, Japan (39.95° N, 140.88° E) OQ674752
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表1 本研究新采集的淫羊藿属信息及上传至GenBank的序列号
正文中引用本图/表的段落
采用野外考察和已发表序列相结合的方式进行取样, 其中, 在野外采集淫羊藿属6个物种, 在英国邱园获得淫羊藿属4个物种(表1)。其他物种的叶绿体基因组序列从NCBI下载(附录1), 对于一个物种有多条序列的情况, 选择策略见附录2, 选择小檗科的南天竹(Nandina domestica, NC_008336)、阔叶十大功劳(Mahonia bealei, NC_022457)、阿里山十大功劳(M. oiwakensis, NC_053535)、细叶十大功劳(M. fortunei, NC_042167)、峨眉十大功劳(M. polyodonta, NC_066195)、异小檗(Alloberberis fremontii, MT335778)、摩伦木(Moranothamnus claireae, MT335800)、兰山草(Ranzania japonica, NC_039677)、囊果草(Leontice incerta, NC_043927)、红毛七(Caulophyllum robustum, NC_042221)和江南牡丹草(Gymnospermium kiangnanense, NC_041670)作为外类群。利用CTAB法进行DNA提取(Doyle & Doyle, 1987), 在Illumina NovaSeq 6000平台浅层测序, 在软件GetOrganelle (Jin et al, 2020)的默认参数下对测序返回数据进行组装, 并在软件Bandage (Wick et al, 2015)中检查序列是否成环, 手动拼接无法自动成环的叶绿体基因组后, 利用GeSeq (Tillich et al, 2017)进行注释, 最终获得72个鬼臼亚科物种和1个变种的叶绿体基因组, 占分类群总数的82%。
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