青藏高原高山绣线菊及其近缘类群的物种形成机制

The Qinghai-Tibetan Plateau (QTP) is the largest and highest plateau in the world, with an area of 2.5 million km2 and an average altitude of 4500 m above sea level. The uplift of the QTP was a major geological event that is believed to have occurred during the early Tertiary as a result of the Indian Plate colliding with the Eurasian plate. Clearly, the QTP is best place for studies on alpine plants to obtain a better understanding of the speciation in this area and to uncover to what extent Pleistocene was an important period for the intraspecific divergence of QTP alpine plants. This project will focus on speciation mechanisim of Spiraea alpine and its related taxa in the QTP based on phylogeography.

物种形成机制是进化生物学中最基本的科学问题，也一直是生物学家们最关心的热点。我们拟选择高山绣线菊（S. alpina）及其近缘类群南川绣线菊（S. rosthornii）、耧斗菜叶绣线菊（S. aguilegifolia）、西藏绣线菊（S. xizangensis）、蒙古绣线菊（S. mongolica）、细枝绣线菊（S. myrtilloides）作为研究材料，利用谱系地理学研究方法，探讨近缘物种之间是否经历过历史杂交事件、是否发生过渐渗，并对渐渗方向和隔离分化进行探讨，尝试阐述其物种形成机制，以期阐明青藏高原地区植物形成机制和居群进化历史。

利用单亲遗传的叶绿体DNA、双亲遗传的核DNA及微卫星作为分子标记，对青藏高原绣线菊属的高山绣线菊Spiraea alpina及其近缘类群蒙古绣线菊S. mongolica以及该属16种进行检测，对其谱系关系进行联合分析，阐明了两种植物高山绣线菊和蒙古绣线菊的种群遗传结构及共享单倍型分布式样，揭示了2个物种在第四纪冰期的进化历史发现两种绣线菊符合祖先—衍生物种对的遗传特征，其中蒙古绣线菊是较原始的类群，两个物种的分化发生在4.13-16.4Mya之间。两种绣线菊在居群水平上的分子系统地理学研究表明，青藏高原的多次隆升所造成的生境片段化引起了两个物种的异域分化，地理隔离导致居群间的基因流减少，片段化的居群在不同的生境中单独进化开始分化成不同的物种。开展了绣线菊属19个种的分子系统学研究。结果表明该属的物种分化起始于13.38百万年，处于青藏高原隆升的第一阶段。绣线菊属在随后的四百万年中（即青藏高原隆升的第二阶段）发生了快速分化并确定下来。我们推测绣线菊属物种的快速分化是由早上新世时青藏高原的隆升和第四纪气候的波动共同作用而成。