生物多樣性是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)。自然雜交是生物多樣性發(fā)生的重要驅(qū)動(dòng)力，在植物界中普遍存在。隨著氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)植物近緣類群之間生態(tài)或地理障礙的持續(xù)破壞，雜交物種形成的進(jìn)程和發(fā)生頻率受到?jīng)_擊，影響區(qū)域生物多樣性穩(wěn)定性的維持。

紅砂（Reaumuria　songarica）是廣泛分布于亞洲內(nèi)陸干旱區(qū)的建群灌木，在維持溫帶荒漠生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。前期研究發(fā)現(xiàn)該物種內(nèi)部經(jīng)歷過明顯的分化和雜交事件。

為了進(jìn)一步闡明紅砂不同支系的形成歷史，厘清雜交物種形成在北疆紅砂生物多樣性形成中的作用，中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院馬小飛課題組采集了紅砂物種范圍的32個(gè)群體，通過分析并比對(duì)母系遺傳的cpDNA序列和雙親遺傳的nrITS序列在群體間的遺傳變異模式，重新深入解析了紅砂的譜系地理結(jié)構(gòu)及其時(shí)空演化歷史。

研究結(jié)果表明，北疆地區(qū)紅砂的進(jìn)化歷史涉及多次起源。烏爾禾群體直接由紅砂祖先群體演化而來，其余群體均為東部和西部遺傳支系雜交產(chǎn)生的后衍群體，這些雜交群體可以劃分為靠近天山山脈的南部分組（GuD－S）和遠(yuǎn)離天山的北部分組（GuD－N）。結(jié)合DNA　C－值數(shù)據(jù)，GuD－S組屬于獨(dú)立的同倍性雜交起源；GuD－N組遺傳混雜，同時(shí)包含同倍性雜交和異源四倍體雜交群體。

除烏爾禾群體以外，GuD－S和GuD－N的起源時(shí)間均晚于0.5百萬年前，推測(cè)第四紀(jì)氣候震蕩和昆侖－黃河運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的古爾班通古特沙漠多次收縮和擴(kuò)張，為親本支系之間或雜交后代與親本支系之間的二次接觸提供了機(jī)會(huì)，是北疆紅砂種內(nèi)多樣性發(fā)生的主要原因，這為認(rèn)識(shí)準(zhǔn)噶爾盆地植物區(qū)系的復(fù)雜起源以及雜交在物種多樣性中的作用提供了一個(gè)范例。

上述研究成果以Phylogeographic　analysis　reveals　multiple　origins　of　the　desert　shrub　Reaumuria　songarica　in　northern　Xinjiang，involving　homoploid　and　tetraploid　hybrids為題近期發(fā)表在Ecology　and　Evolution期刊上，西北研究院博士后范興科為第一作者，馬小飛研究員為通訊作者。相關(guān)研究由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、甘肅省引導(dǎo)科技創(chuàng)新專項(xiàng)以及上海市綠化和市容管理局科技攻關(guān)項(xiàng)目等聯(lián)合資助。

論文鏈接：https：／／doi．org／10.1002／ece3.70199

圖1　荒漠灌木紅砂的不同生境

圖2　紅砂cpDNA和nrITS單倍型的地理分布和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖3　基于cpDNA單倍型重建紅砂的時(shí)空演化歷史