中国霸王属植物的适应性进化研究

Arid region important plant groups are in a position to survive in harsh environments and evolve abundant species, and study on their evolutionary history can contribute to a better understanding of adaptability of taxa under changing environmental pressures. The project focuses on evolutionary history of the genus Zygophyllum in the arid region of China and intends to undertake the following three levels of study: 1) uses DNA sequences to infer phylogenetic relationships of the genus Zygophyllum, and determines the systematic position of plants in the genus Zygophyllum in China; 2) analyzes diversification history and evolution of morphological traits along phylogenetic tree, so as to ascertain evolutionary history of these plants and to clearly evolution patterns of morphological traits in different lineage; 3) carries out the correlation analysis of morphological traits and habitat characteristics during the course of evolution, and speculate environmental factors affecting the evolution of morphological traits. Ultimately, the study on the comprehensive findings reveals adaptive evolution rule on this genus in China, and explores the mechanism of species differentiation in arid regions. Therefore, this study contributes to understand the evolutionary history of the genus Zygophyllum in the arid region of China, and provide a reference for the screening and application of the exceptional resources.

干旱区植物类群能够在严酷环境下生存并进化出丰富的种类，对其进化历程开展研究，有助于更好地理解在不断变化的环境压力下植物类群的适应性规律。本项目着眼于霸王属植物在我国干旱地区的进化历史，拟开展如下3个层次的研究：1) 利用DNA序列推断霸王属的系统发育关系，确定中国霸王属植物在该属中的系统位置；2) 在构建的系统发育框架下，进行霸王属植物的物种分化过程和形态性状进化等分析工作，探明中国霸王属植物的进化历史，展示不同支系形态性状的进化式样；3) 通过形态性状与生境特征在进化过程中的相关性分析，推测影响形态性状进化的环境因素。最后综合以上研究结果，揭示该属植物在我国干旱区环境中的适应性进化规律，探讨干旱地区的物种分化机制。研究有助于深入理解中国霸王属植物的进化历史，也为该属优良种质资源的筛选和应用提供参考。

干旱区植物类群能够在严酷环境下生存并进化出丰富的种类，展现了对恶劣环境的良好适应性，具有非常高的学术研究价值和十分广阔的开发应用前景。本研究应用系统发育比较方法对干旱区重要植物类群——霸王亚科植物的进化历程进行研究，综合分析了霸王亚科植物的起源和扩散、生态位分化、性状的适应性进化等问题，1) 利用DNA 序列构建了霸王亚科的系统发育树，探明了霸王亚科的类群分支情况，在此基础上对霸王亚科的祖先分布区推断显示，非洲南部可能是该亚科最近共同祖先的所在地；2) 环境因子和生态位重叠模式没有显著的系统发育信号，表明霸王亚科植物的生态位在进化上并不保守；3）一些性状与环境因子存在着相关性，且在进化上不保守，发生了对选择压力的适应性进化；而一些与环境因子存在相关性的保守性状则延缓了生态位的变化。研究展现了不同形态性状的进化式样和影响因素，进而对干旱环境下植物类群的适应性规律有清楚认识，有助于理解干旱地区的物种分化机制。