植物类群分化中的生态隔离及生态隔离界线研究

生态分化与生殖隔离是生物多样性的形成及适应性分化的主导因子。进化生物学研究的核心问题之一就是揭示物种间的隔离与分化以及这种隔离分化的形成机制。高山松起源于油松和云南松的天然杂交，该同倍性杂种复合体是一个很有价值的物种形成和适应性分化研究体系。本项目拟选择背景清楚、具有较好理论价值的生物体系－高山松复合体为模式；基于物种分布数据、多变量环境数据、群体遗传数据及地理地质数据，利用稳健的统计检验方法，探讨植物类群间分化的生态隔离形式、格局、和主要环境因子以及环境因子间相互作用对隔离和分化的贡献，进而探讨生物界多样性的形成和动态机制。

生态分化与生殖隔离是生物多样性的产生和适应性分化的主导因子。揭示物种间的隔离与分化以及这种隔离分化的形成机制是进化生物学研究的核心问题之一。本研究以高山松（Pinus densata）及其亲本复合体为研究对象，基于已有的研究基础，利用分子群体遗传学、生态遗传学、生物地理学和空间统计技术，结合类群间人工杂交实验和野外异地栽培实验来探讨生殖隔离、生态分化及相关问题。..研究结果包括：.（1）验证出地理和生态因子共同参与了群体遗传分化，生态因子在类群分化中的关键作用与以往强调地理隔离的谱系地理研究不同，我们研究进一步阐明了生态和地理的多重作用的生物多样性形成的影响。此项研究结果发表在 PLoS ONE (2013)。..（2）.识别出高山松及其亲本种间的生态界限及存在形式.利用地理信息系统分析手段，结合稳健的空间随机化检验，对高山松与云南松间、高山松与油松间的生态界限进行了检验。研究首次将对生态界限的空间随机化检验引入物种形成研究，极大地拓展了我们对生态选择作用的认识；揭示出了生态环境、地理、海拔等因素的共同作用对高山松适应性遗传分化的影响。研究结果处在投稿中。..（3）.高山松杂种群体的遗传分化格局及群体历史重建..研究表明，高山松在向西部扩张的过程中经历了极其严格的瓶颈。高山松所有地域的群体都经历了近期的群体扩张，这在由少数奠基者建立的中西部群体中尤为明显。基因流只发生在相邻地域的高山松群体之间，从而导致了高山松内部极其显著的群体分化。本研究对高山松群体分化和物种形成历史的研究，将有助于我们了解青藏高原生物多样性的起源和维持机制。研究结果发表在 Molecular Ecology （2012）。..（4）.证实生态选择是高山松及其亲本种间生殖隔离的重要成分..基于大规模种间人工杂交和大尺度、多群体、多年份的移栽实验，揭示了高山松与其亲本种间生殖隔离的形式、实质和强度；论证了生态选择、内在的遗传因素和地理隔离在高山松的物种形成中所起的作用。研究结果发表在 Evolution (2014)。..本研究对深入理解同倍性杂交物种的形成机制具有重要的理论意义，为揭示松属植物适应性分化模式提供了重要参考数据，对理解青藏高原生物多样性的起源和维持机制提供了重要研究实例。