文山兜兰(Paphiopedilum wenshanense)是中国特有的兰科兜兰属原生种,属国家Ⅰ级重点保护野生植物,形态介于巨瓣兜兰(P. bellatulum)与同色兜兰(P. concolor)之间,曾被误认为是天然杂交种(P. × conco-bellatulum)。近年来,我院“兰花保育与产业化研究团队”通过野外调查和分子生物学分析,揭示了文山兜兰的物种形成机制。
研究选取9个居群的81个个体,利用简化基因组测序(RAD-seq)获取单核苷酸多态性(SNP)数据,结合近似贝叶斯计算(Approximate Bayesian Computation, ABC)的种群遗传结构分析及环境关联分析,验证了文山兜兰并非杂交起源。通过谱系分支时间评估、群体遗传结构分析和动态历史模拟研究进一步发现:文山兜兰的中间形态源于末次冰盛期(Last Glacial Maximum, LGM,约26,500至19,000年前),从巨瓣兜兰分化后,与同色兜兰发生基因渗入;其种群遗传结构受地理和气候因素显著影响,红河南部居群与同色兜兰的遗传组分混合较高,且基因渗入与初夏降水量呈强相关性,表明适应性基因渗入是种群分化的关键驱动力;尽管文山兜兰种群规模小、存在近交,但其遗传多样性仍维持在较高水平,可能得益于基因渗入带来的生态适应性提升。研究否定了其作为杂交种的假设,并提出中间形态的演化与适应性基因渗入密切相关,这一发现强调了在物种保育中,理解形态中间型的进化机制对评估物种适应性和制定保护策略的重要性。
该成果以“Breaking the Hybrid Myth of Paphiopedilum wenshanense: Double Bifurcated Divergence Followed by Adaptive Introgression Formed a Morphological Intermediate”为题,2024年12月17日发表于《Molecular Ecology》。我院蒋宏副研究员为第一作者,台湾大学李勇毅研究员与台湾师范大学廖培俊教授为共同通讯作者。研究获国家重要野生植物种质资源库(ZWGX202403)及国家林业和草原局兰科植物专项调查(2019073017)资助。
供稿人:季梅
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