洲际间断分布的菝葜科基部类群穂菝葜的亲缘地理学研究
作者单位：浙江大学生命科学学院植物系统进化与生物多样性研究室
会议名称：《生态文明建设中的植物学：现在与未来——中国植物学会第十五届会员代表大会暨八十周年学术年会》
会议日期：2013年
关 键 词：洲际间断分布 穗菝葜 地理隔离 长距离传播 亲缘地理 cpDNA ITS Agt1
摘 要：穗菝葜(Smilax asperaL.)为欧亚非洲际间断分布的旱生的硬叶常绿阔叶林常见藤本。本研究基于cpDNA(matK、atpB-rbcL和trnC-ycf6)、核糖体ITS片段和单拷贝核基因片段Agt1三种不同水平分子标记片段对其进行了系统发育和亲缘地理研究,得到如下主要结果:1)欧亚非分布的穗菝葜间断分布模式的形成原因。揭示了穗菝葜(***)是一个单系类群,分为两大地理谱系:环地中海谱系和东非-南亚(喜马拉雅)谱系。基于叶绿体片段BEAST分歧时间分析显示:环地中海谱系和东非-南亚(喜马拉雅)谱系在中新世中期(13.13Ma)开始分化。中新世中期,全球气候变冷导致亚热带常绿林退缩,***随该常绿林退缩后的分布范围发生了改变,形成环地中海和东非-南亚(喜马拉雅)间断分布模式。揭示东非-南亚(喜马拉雅)谱系内部的分化发生在中新世后期(6.11Ma)。BayesianMCMC祖先分布区重建表明,由于Saharan沙漠形成导致的地理隔离事件是***在环地中海与东非-南亚(喜马拉雅)地区间断分布式样的主要原因;结合Agt1系统发育分析,揭示了东非-南亚(喜马拉雅)谱系的祖先分布区为东非,中新世中期非洲与西亚形成的啮齿象陆桥为***向南亚迁移提供了可能。晚中新世到上新世期间,全球气温寒化和旱化促进了阿拉伯半岛的沙漠化进一步加强,最终导致了东非-南亚(喜马拉雅)之间的地理间断分布式样形成。2)穗菝葜环地中海谱系分化及群体历史动态。研究表明,环地中海谱系的西部与东部群体之间存在较大遗传分化,东西部群体可进一步划分为:西部的伊比利亚半岛、亚平宁半岛、东部的巴尔干半岛和小亚细亚半岛等四个次级谱系。叶绿体BEAST显示环地中海谱系在中新世(8.45Ma)开始分化,祖先分布区重建显示地中海西部是***在地中海地区的祖先分布区,墨西拿高盐事件引起的干旱和地质改变导致了东西部群体的地理隔离和谱系分化。上新世至更新世冰期和间冰期的周期性作用导致***反复发生片段化和扩张事件,最终形成地中海地区四个次级地理谱系。单倍型分析揭示四个地理谱系在环地中海地区南北之间没有显著的遗传分化,认为其原因在于穂菝葜果实为鸟类传播,鸟类在地中海南北岸之间的季节性迁徙为这种格局的形成提供了可能。