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科研進(jìn)展
基于APG系統(tǒng)和大尺度的取樣對被子植物花粉性狀演化研究取得重要進(jìn)展 文章來源:東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時間:2015-03-21 | 作者:陸露 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 二十多年來,通過DNA序列數(shù)據(jù)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹推斷生物演化關(guān)系已經(jīng)成為系統(tǒng)學(xué)研究的重要內(nèi)容,基于分子系統(tǒng)發(fā)育研究的APG系統(tǒng)為探索被子植物演化提供了基本框架。另一方面,二百多年前花粉形態(tài)學(xué)就已作為分類學(xué)研究的證據(jù),至今已形成可觀的數(shù)據(jù)積累,使得利用花粉形態(tài)性狀重新審視被子植物的系統(tǒng)發(fā)育和演化成為可能。 中國科學(xué)院昆明植物研究所王紅研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)對被子植物的孢粉學(xué)和傳粉生物學(xué)有長期的研究積累,較系統(tǒng)地開展了被子植物26科127屬575種植物的花粉形態(tài)學(xué)及其演化研究。近年來,又與著名孢粉學(xué)家、英國愛丁堡皇家植物園Stephen Blackmore教授合作,在該領(lǐng)域取得了一系列研究成果。近期,王紅研究員與Stephen Blackmore教授共同開展了被子植物花粉形態(tài)性狀演化及其驅(qū)動因子的研究。該項(xiàng)目基于APG III系統(tǒng),將被子植物分為基部類群、單子葉分支、基部真雙子葉類群、錦葵類+虎耳草目+葡萄目、非固氮豆類、固氮分支、核心真雙子葉部分類群、唇形分支、桔梗分支等9個分支(或階),通過大尺度、大規(guī)模的取樣,利用多種分析方法,系統(tǒng)開展被子植物花粉形態(tài)演化式樣的研究,以厘清花粉性狀在被子植物演化過程中的脈絡(luò)關(guān)系,并探討其主要的驅(qū)動因子。作為該項(xiàng)目的系列研究成果,項(xiàng)目組成員愛丁堡皇家植物Alexandra H. Wortley 博士和昆明植物所陸露博士分別作為第一作者完成的“研究總覽” (Evolution of Angiosperm Pollen. 1. Introduction)和“被子植物基部類群” (Evolution of Angiosperm Pollen. 2. The Basal Angiosperms)兩篇文章最近同時發(fā)表在國際植物學(xué)主流期刊Annals of the Missouri Botanical Garden (文章鏈接:http://www.bioone.org/doi/abs/10.3417/2012047,http://www.bioone.org/doi/abs/10.3417/2012048)。 “研究總覽”在介紹孢粉學(xué)研究歷史的基礎(chǔ)上,詳細(xì)闡述了項(xiàng)目的取樣策略、數(shù)據(jù)收集、性狀篩選和編碼,以及分析方法論的統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化的過程,并對整個系列的研究做了介紹?!氨蛔又参锘款惾骸蓖ㄟ^對基部類群9目28科57屬花粉形態(tài)學(xué)研究,明確了在近年來具有爭議的這些基部類群12棵系統(tǒng)樹中,依據(jù)Qiu et al. (2006)通過三個線粒體構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹獲得了最為清晰的花粉形態(tài)學(xué)演化式樣,同時也得到新近分子系統(tǒng)發(fā)育研究的支持,為被子植物起源之謎的研究從孢粉學(xué)角度提供了新線索。 上述研究工作得到國家自然科學(xué)基金重大國際合作項(xiàng)目(No. 31320103919)、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No.31270272)、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863項(xiàng)目,No. 40830209),以及中國科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(No. KLBB201202)的資助。 圖1 基于APG III系統(tǒng)的被子植物9大分支(或階) 圖2 被子植物花粉形態(tài)性狀多樣性(Wortley等,2015) 圖3 被子植物基部類群花粉形態(tài)性狀演化式樣(Lu等,2015) |
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