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中華刺蕨復(fù)合群的遺傳結(jié)構(gòu)和物種劃定獲揭示
作者：朱漢斌     來源：中國科學(xué)報 
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近日，中國科學(xué)院華南植物園研究員王發(fā)國等科研人員在國家自然科學(xué)基金等項目的資助下，利用基因組學(xué)方法對中華刺蕨物種復(fù)合群進(jìn)行了系統(tǒng)分析，揭示了中華刺蕨復(fù)合群的遺傳結(jié)構(gòu)和物種劃定，為傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)物種劃分方法提供了有力的補充。相關(guān)成果發(fā)表于《植物》（plants）。
石松類和蕨類植物因其形態(tài)多樣性和復(fù)雜的種群結(jié)構(gòu)，長期以來在物種界定上存在挑戰(zhàn)，尤其是在物種劃分和分類方面仍有許多爭議。中華刺蕨復(fù)合群包括3個已知物種：中華刺蕨、云南刺蕨和長耳刺蕨，這些物種主要分布在我國云南省。它們具有相似的形態(tài)特征，使得傳統(tǒng)分類學(xué)方法很難有效區(qū)分這些物種。傳統(tǒng)上，這3個物種基于形態(tài)特征被認(rèn)為是獨立物種，但由于其形態(tài)相似性，這一物種界定面臨較大挑戰(zhàn)。
該研究收集了來自5個種群的65個個體樣本，采用限制性位點關(guān)聯(lián)DNA測序技術(shù)獲取基因組數(shù)據(jù)，并進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育和遺傳多樣性分析。通過系統(tǒng)發(fā)育分析，研究發(fā)現(xiàn)，中華刺蕨物種復(fù)合群中的3個物種并未形成獨立的單系群體，而是根據(jù)其地理分布形成了不同的遺傳簇。補蚌和普藤種群表現(xiàn)出較強的遺傳分化，而南貢山、南拼和勐侖種群則存在較強的基因流動。在遺傳多樣性分析中，研究表明勐侖種群的核苷酸多樣性最高，而補蚌種群則遺傳多樣性最低。遺傳分化分析進(jìn)一步顯示，補蚌和普藤種群的遺傳分化最為顯著，而南貢山、南拼和勐侖種群之間的分化較小，暗示這些種群之間的基因流動較為頻繁。
研究表明，中華刺蕨物種復(fù)合群中的3個物種并非獨立物種，因為沒有足夠的證據(jù)支持其存在不同的進(jìn)化譜系。觀察到的形態(tài)差異可能是由于環(huán)境因素或種群間基因流動的結(jié)果，而這些差異并不代表物種的獨立性。不同種群之間的遺傳多樣性和分化模式表明，地理距離和基因流動在塑造中華刺蕨物種群體遺傳結(jié)構(gòu)中起著重要作用。南貢山、南拼和勐侖種群中的高遺傳多樣性和低遺傳分化表明這些種群之間有持續(xù)的基因流動，而補蚌和普藤種群之間的較高分化可能是由于其有限的擴散能力。
該研究結(jié)果為實蕨屬，尤其是中華刺蕨物種復(fù)合群的進(jìn)化關(guān)系和種群遺傳學(xué)提供了新的視角。研究結(jié)果質(zhì)疑了本屬傳統(tǒng)的基于形態(tài)特征的物種劃定方法，并強調(diào)了基因組數(shù)據(jù)在解決蕨類植物分類不確定性中的作用。
值得一提的是，該研究僅限于云南省的5個種群，若能夠在中華刺蕨物種群體的整個分布范圍內(nèi)進(jìn)行更為全面的采樣，將為物種的進(jìn)化歷史和遺傳多樣性提供更完整的圖景。同時進(jìn)一步研究基因流動的具體機制和模式將有助于揭示觀察到的遺傳模式背后的進(jìn)化過程。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.3390/plants13141987
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