中国-东南亚喀斯特地区蜘蛛抱蛋属植物的多倍化和物种形成机制的研究

Polyploidization in plant is a shotcut as plant complex and speciation. In southern and south western China, the Karst landform is characterized by high edaphic and topographic heterogeneity and offers a multitude of ecological niches for plant diversification and speciation. Because of their highly diverse and unique biota, Karst regions in Southeast Asia have long been regarded as ‘natural laboratories’ for ecological and evolutionary studies to understand natural selection and speciation.. On the basis of our former studies, the taxonomic revision of Aspidistra subrotata complex will be conducted by combination with evidences from morphology-geography, cytology and palynology. The sequences from plastid genes and single-copy nuclear genes will be used in resolving phylogenetic relationships, the diploid parents and evolution of Aspidistra polyploidies and their relatives in Karst of China-Southeast Asia. This project will be helpful to understand the polyploidization, diversification and speciation as well as protection and use of plants in Karst of China-Southeast Asia.

植物的多倍化现象是植物复合种及物种形成的一条捷径。我国南部和西南地区的喀斯特地貌具有高度的土壤和地形的非均匀性，为植物的多样性和物种形成提供了众多的生态位。由于具有极为丰富和独特的动植物区系，东南亚喀斯特地区一直以来被认为是生态学和进化生物学领域中研究自然选择和物种形成的“天然实验室”。.本项目拟在已有工作的基础上，结合形态-地理学、细胞学和孢粉学的证据，澄清辐花蜘蛛抱蛋复合种中目前存在的分类学问题；利用单拷贝核基因和叶绿体片段的 DNA 序列，重建中国-东南亚喀斯特地区蜘蛛抱蛋属多倍体复合种及其近缘种的系统发育关系，揭示该多倍体复合种及其近缘种间的亲缘关系，确定其二倍体亲本，推测其演化路线。本项目的开展不仅能够为我们更好地理解中国-东南亚喀斯特地区植物的多倍化现象、探讨植物多样性形成的原因和物种形成机制提供资料，而且也有利于中国-东南亚喀斯特地区植物多样性的保护及其可持续利用。

植物的多倍化现象是植物复合种及物种形成的一条捷径。我国南部和西南地区的喀斯特地貌具有高度的土壤和地形的非均匀性，为植物的多样性和物种形成提供了众多的生态位。由于具有极为丰富和独特的动植物区系，东南亚喀斯特地区一直以来被认为是生态学和进化生物学领域中研究自然选择和物种形成的“天然实验室”。.通过对我国华南和西南地区、越南北部和中部地区以及泰国中部和北部地区的蜘蛛抱蛋属植物的野外考察，我们共采集标本500余号，移栽活体植株350余株，发表2新种1新记录种；同时通过对中国、越南、泰国等地20种69个居群的蜘蛛抱蛋属植物的活体移栽实验和染色体研究，首次报道了本属中具有不同染色体倍性的辐花蜘蛛抱蛋复合种，发现新多倍体居群3个，其中四倍体居群2个，六倍体居群1个；此外，对辐花蜘蛛抱蛋复合种以及泰国蜘蛛抱蛋及其近缘种等5种10个居群的多倍体蜘蛛抱蛋属植物的3个叶绿体基因和1个单拷贝核基因进行了分子系统学研究，分析该类植物多倍体物种间的亲缘关系，初步探讨了中国-东南亚喀斯特地区蜘蛛抱蛋属的多倍化和物种形成机制，并在此基础上，澄清辐花蜘蛛抱蛋复合种目前存在的分类学问题，提出了应将该复合群依据染色体倍性的不同和地理分布划分为两个亚种的分类学处理。该项目的研究结果能 够为我们更好地理解中国-东南亚喀斯特地区植物的多倍化现象、探讨植物多样性形成的原因和物种形成机制提供资料，同时也为中国-东南亚喀斯特地区植物多样性的保护及其可持续利用提供基础理论。