中国绢蝶（凤蝶科：绢蝶亚科：绢蝶属）主要代表种类系统演化的时空格局及其相关地球环境背景

Parnassius is a genus of northern circumpolar and montane butterflies, mainly lived in Tibet plateau and its neighboring areas (Himalayas region), with only a few species distributed in other Palaearctic regions and northern Oriental regions of the world, and for this reason China is the geographically distributional centre and probabaly the originating site of Parnassius butterflies in the world. In the respect of life-earth coevolution,their typical geographical distributional nonequilibrium patterns are closely related to the underlying geological and evironmental change events in the earth history. However,up to the present,these evolutionary patterns of adaptive radiation and its causes await further detailed investigations. Therefore, In this research project,the multidisciplinary evolutionary studies of about twenty representative Parnassius (Lepidoptera: Papilionidae: Parnanissinae) species distributed in different habitats of China will be conducted based on the comprehensive geobiological methods, such as the mitogenomic and nuclear DNA data based phylogeny, molecular-clock based divergence time dating,population genetic structure reconstruction, the ancestral biogeographical reconstruction,and so on. From these results, the spatiotemporally evolutioanry patterns including the origin and diversification models, the evolutionary timescales and route charts, as well as the corresponding tectonomorphologcical features, of the Chinese Parnassius butterflies will be clarified combined with the various data from multiple sources of the tectonic and environmental events happened since the Cenozic, especially in the Quaternary period,such as the uplift of the Himalaya-Tibet Plateau, the glacial-interglacial climate changes.

绢蝶属蝶类是一类独特的高山低温型物种。我国是世界上绢蝶的分布中心和可能的起源中心，青藏高原一带集中分布20余种，古北区其他地区和东洋区近北部地区也有零星分布。绢蝶典型的非平衡地理分布模式与相应地质历史时期上重大地球环境变化事件间可能存在着密切联系。迄今，我国绢蝶地理分布格局的成因及种间和种内的适应辐射演化历史还有待于深入探讨。基于此，本项目拟运用地球生物学领域的相关研究手段，对我国各地，特别是青藏高原及周边地带分布的16-20个主要绢蝶种类及其种内居群进行分子系统发生、居群遗传结构、谱系发育年代及谱系地理学重建等方面的综合分析，探讨我国绢蝶种间及种内分化模式及其时间表和路径图；依据上述研究结果，结合我国新生代、特别是第四纪以来地球环境变化事件（如青藏高原抬升地质事件和冰期-间冰期轮回的气候变化事件等）相关数据资料的关联分析，初步探讨我国绢蝶起源与演化的时空格局及其相应的地球环境背景。

我国青藏高原地区是绢蝶属的分布中心和可能的起源中心，绢蝶属起源与演化与相应地质历史时期上重大地球环境变化事件间可能存在着密切联系。然而，迄今为止，绢蝶的时空演化格局及其种间和种内演化历史还不清晰。本课题运用多学科方法对绢蝶属及其代表种类冰清绢蝶进行了分子系统发生、居群遗传结构、谱系发育年代及谱系地理学重建等方面的综合分析，探讨了绢蝶属起源与分化的时空格局；同时，依据上述研究结果，结合我国新生代、特别是第四纪以来地球环境事件相关资料，初步探讨了绢蝶起源与演化的时空格局、极端高原环境的适应性分子进化特征及其相应的地球环境背景。.基于新测的18种线粒体基因组全序列数据，结合已有的蝶类其他主要类群的相应序列数据，重建了蝶类主要类群的系统发生和谱系发育年代；运用多个线粒体和核基因组合序列数据对绢蝶属40余种共350余个体的系统发生树、谱系生物地理进行了分析，并结合地史上主要地球环境事件，探讨了绢蝶起源与演化的时空格局及其地球环境背景；分别运用简化基因组SNP位点以及多基因序列数据探讨了冰清绢蝶13地理居群的遗传结构特征和谱系生物地理学格局；基于转录组同源基因序列数据进一步探讨了绢蝶属深部分支（亚属）间的系统发生关系，同时探讨绢蝶属蝶类对极端高原环境的适应性分子进化特征。.谱系演化分析的主要结果显示：绢蝶属起源于我国西南地区（现青藏高原东北缘、东南缘一带）距今约17~20百万年前（Ma）的中新世早期，各主要亚属的分化时间分别距今17~15百万年前（Ma），它们的起源与分化可能与早期青藏高原剧烈的造山运动、相应的气候变化以及寄主植物转换事件相关联。冰清绢蝶可能起源于青藏高原东北缘距今约0.62百万年前（Ma）的更新世中期；它们随后分化为二大演化支系向东北、东南方向扩散（其中东南支系经过了一次明显的种群扩张事件）并发生过一定程度的群体扩张和支系间的交流混杂事件（冰期-间冰期的轮回、昆仑-黄河运动、东南季风等因素造成）。高原极端环境的适应性分子进化分析显示：基于转录组数据获得的69个共差异表达基因中，有52个和17个基因分别在高海拔种类表达量显著提高和显著下降；另外，在476个同源基因共筛选出5个正选择基因，共8个正选择位点。