近日，中國科學院成都生物研究所生物多樣性保護中心徐波團隊再薔薇屬整合物種分類研究中取得進展。相關成果于4月26日在線發(fā)表于《分子生態(tài)學》。
針對分類困難的薔薇屬（Rosa）中形態(tài)高度相似、但分類存疑的物種絹毛薔薇Rosa sericea與黃薔薇Rosa hugonis，團隊通過整合形態(tài)學、基因組學、生態(tài)學及種群歷史分析，系統(tǒng)界定了二者的物種邊界。
研究開展了群體樣本采集，形態(tài)學數(shù)據(jù)收集、全基因組重測序以及生態(tài)位差異分析，綜合運用單核苷酸多態(tài)性（SNP）分析、質體及核基因系統(tǒng)發(fā)育重建、種群遺傳結構解析（ADMIXTURE、PCA）、選擇信號檢測（XP-CLR）及生態(tài)位建模（MaxEnt）等方法，揭示了兩個物種在基因組層面的顯著分化：基于葉綠體基因組和核SNP數(shù)據(jù)的系統(tǒng)發(fā)育樹均支持二者為獨立物種，ADMIXTURE分析顯示明確的遺傳界限，分化時間可追溯至約23百萬年前的中新世早期，與青藏高原隆升引發(fā)的生態(tài)隔離事件吻合。
形態(tài)學分析表明二者在葉片形態(tài)、花部特征等24個表型性狀上存在廣泛重疊，難以通過傳統(tǒng)形態(tài)分類法區(qū)分，但生態(tài)位模型顯示其生境偏好截然不同——黃薔薇適應干旱溫帶環(huán)境，而絹毛薔薇傾向于寒冷濕潤的高海拔區(qū)域，且形態(tài)特征與溫度、太陽輻射等環(huán)境因子顯著相關。
基因-環(huán)境關聯(lián)分析進一步識別出光響應基因和水分脅迫應答基因的適應性分化，佐證了生態(tài)位驅動的進化路徑。種群歷史模擬表明，二者有效種群規(guī)模在第四紀冰期均經(jīng)歷收縮-擴張波動，但絹毛薔薇遺傳多樣性更高，暗示其更強的環(huán)境適應潛力。
研究通過多維度數(shù)據(jù)整合，證實了形態(tài)趨同物種在基因組與生態(tài)位上的深度分化，突破了傳統(tǒng)分類學依賴表型單一維度的局限，為薔薇屬物種演化機制及生物多樣性保護提供了新見解，同時凸顯了整合分類學在解決復雜物種界定問題中的方法論優(yōu)勢。
研究為物種界定提供了新的案例，同時指出了整合分類學面臨的困難，如過度依賴樣本量導致其對種群數(shù)量低的物種缺乏分辨力、群體水平的高通量測序花費較大等問題。研究指出整合分類學研究在分類爭議較大、標本材料館藏豐富的類群的分類研究中具有較大的應用前景。隨著標本DNA提取技術的日趨成熟，以及多種淺層基因組測序策略的發(fā)展帶來的成本大幅降低，整合植物學在此類物種類群的使用將有望解決長久以來的物種界限爭議及分類學問題。
相關論文信息：https://doi.org/10.1111/mec.17779
絹毛薔薇Rosa sericea。成都生物所供圖
本文鏈接：研究者為薔薇屬物種演化機制提供了新見解http://m.sq15.cn/show-11-20645-0.html
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