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新疆生地所在马先蒿属植物种的确定及间断分布格局成因研究中取得

时间:2017-01-11来源:中国科学院

青藏高原地区与天山-阿尔泰山地区在地理上间隔广阔的干旱区,同时分布在两个地区的高海拔植物呈现地理间断分布格局。对于间断分布格局的形成一般有两种解释:长距离扩散(long-distance dispersal)和地理隔离分化(vicariance)。所谓的长距离扩散是指物种通过跨越广的异质性生境障碍到达适宜生境而导致的间断分布。而地理隔离分化则是由于地质气候事件使原本连续分布的物种分布区逐渐片段化,导致地理隔离的形成,从而造成的间断分布。

2000年左右,一种被鉴定为轮叶马先蒿(Pedicularisverticillata L.)的植物在新疆天山巴音布鲁克高寒草甸出现并快速蔓延,严重影响了当地畜牧业发展和草地生态平衡,引起了当地政府及科研部门的高度重视。中国科学院新疆生态与地理研究所管开云研究团队和中国科学院昆明植物研究所李爱荣研究团队合作利用DNA条形码(DNA barcoding)技术对在新疆巴音布鲁克草原快速蔓延的马先蒿物种进行重新鉴定后,发现其并不是之前一直报道的轮叶马先蒿,而是在青藏高原地区广泛分布的一年生或两年生草本植物甘肃马先蒿(P. kansuensis Maxim.),进而确定了其青藏高原与天山-阿尔泰山地区间断分布格局。随后,研究团队以甘肃马先蒿为材料,探讨了其青藏高原与天山-阿尔泰山地区间断分布格局的形成原因。研究发现:抽提到的17cpDNA单倍型(H1-H17)在青藏高原地区全部存在,而天山地区仅含有5个单倍型;整个分布区表现出高水平的遗传多样性,且青藏高原地区明显高于天山地区;系统树上四个支系的分化时间可以追溯到更新世早期;两个广布单倍型在末次盛冰期之前就已经分化,且在系统树中出现在不同的支系;基于物种分布模型预测结果显示末次盛冰期甘肃马先蒿在青藏高原地区没有显示明显的退缩迹象,而在天山地区并没有检测到潜在分布区。研究结果表明在天山地区分布的甘肃马先蒿来源于青藏高原东北缘,其现代青藏高原-天山间断地理分布格局是末次盛冰期后长距离扩散的结果。

相关研究结果以Identity and distribution of weedy Pediculariskansuensis Maxim. (Orobanchaceae) in TianshanMountains of Xinjiang: morphological, anatomicaland molecular evidence Long-Distance Dispersal after the LastGlacial Maximum (LGM) Led to theDisjunctive Distribution of Pediculariskansuensis (Orobanchaceae) between theQinghai-Tibetan Plateau and TianshanRegion 为题分别在Journal of arid land Plos One上发表。

 

甘肃马先蒿在巴音布鲁克的蔓延情况 

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