沙芥属两个物种之间的谱系筛选和物种分化

物种形态分化过程中，不同遗传背景的遗传变异如何在姐妹种中进行分选是近年来进化生物学中最重要、也是最激动人心的一个研究领域，其研究结果对于理解物种的形成机制具有重要意义。十字花科Brassicaceae沙芥属Pugionium是中亚及我国西北荒漠地区的特有属，主要分布在甘肃、内蒙和宁夏，包括形态上出现明显分化但邻域分布的两个姐妹种。本项目以它们为研究对象，在居群水平上采样，利用cpDNA trnV-trnM和trnS-trnfM序列、核核糖体ITS序列以及简单重复序列SSR等三套具不同遗传背景的分子标记，研究两个物种的居群结构和遗传分化，重点揭示群体水平上三套遗传标记与两个物种形态分化的一致性与非一致性，阐述不同背景的遗传变异在物种形态分化过程中的谱系筛选模式或者种间基因流式样，为植物物种的邻域分化成种提供新证据。

本项目根据申请书和计划任务书的要求，利用cpDNA trnV-trnM和trnS-trnfM序列、核核糖体ITS序列以及简单重复序列SSR等三套具不同遗传背景的分子标记，研究了沙芥和斧型沙芥两个物种的居群结构和遗传分化，在群体水平上揭示了三套遗传标记与两个物种形态分化的一致性与非一致性，阐述了不同背景遗传变异在物种形态分化过程中的谱系筛选模式或者种间基因流式样。项目圆满完成了各项研究任务，实现了预期目标。研究结果表明，在所采样的25个地理居群共169个个体中，共检测到4种叶绿体单倍型，其中3个在两物种中广泛分布，表明两物种在分化过程中存在不完全的谱系筛选。种间叶绿体DNA遗传分化较低（FCT = 0.101）, 甚至低于种内居群间的分化。但是，我们发现SSR标记的种间遗传分化值较高（FCT = 0.272），且SSR数据的贝叶斯聚类和最大似然分析将所有采样个体划分为与形态学划分完全一致的两组。SSR位点数据表明两物种间存在明显的非对称性种间基因流，即由斧型沙芥到沙芥的基因流大于由沙芥到斧型沙芥的基因流。另外，两种ITS变异类型在所有采样个体中的分化与其形态分类完全一致。这些结果均表明沙芥和斧型沙芥共享大量的祖先叶绿体多态性，同时暗示核DNA在划分近期分化物种方面的重要价值。. 十字花科Brassicaceae沙芥属Pugionium是中亚及我国西北荒漠地区的特有属，主要分布在甘肃、内蒙和宁夏，包括形态上出现明显分化但邻域分布的两个姐妹种，沙芥和斧型沙芥。本项目的研究结果为我国西北沙漠特殊生境条件下物种的进化研究提供了一个新的案例，对于深入理解沙漠植物的形成机制和适应性进化具有重要意义。本项目已发表SCI论文1篇，培养博士1名。.