吉首大学聂泽龙团队与美国史密森研究院Jun Wen研究组联合发现新世界葡萄属植物在北温带的生存和快速演化机制

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

沧海桑田，今天我们所看到的植物自然生长的地方在过去并不一定有植物生长，或者分布着完全不同的植被类型。在很长的地质历史时期，地球上的气候要比现在温暖得多，热带植物的分布范围也非常广泛，并不只局限于现在的热带地区。北半球中高纬度的温带地区曾经广泛覆盖泛北热带植物成分，后来由于全球气候变冷和大范围冰川覆盖，很多地方成为不毛之地。那么如今这些地方丰富的植物多样性是如何演化而来的呢？它们又是如何适应全球气候冷热变化而幸存下来并快速繁衍？

JIPB近日在线发表了吉首大学聂泽龙团队与美国史密森研究院Jun Wen研究组题为“Climate-influenced boreotropical survival and rampant introgressions explain the thriving of New World grapes in the north temperate zone”的联合研究论文（https://doi.org/10.1111/jip‍b.13466）。该研究通过新世界葡萄属的系统发育基因组学与生物地理研究发现低纬度地区的避难所和广泛的杂交及基因渗透是北温带植物幸存和快速演化的重要基础和途径。

图. 新世界葡萄属基于346个核基因序列（右上）和叶绿体基因组（右下）的时空演化关系，左边图显示不同地质历史时期的化石记录和可能的分布范围。

基于346条核基因以及叶绿体全基因组序列的系统发育基因组学和生物地理研究结合大量的化石证据表明葡萄属植物在6000-4000多万年前广泛分布在北半球中高纬度地区，随着全球气温下降，葡萄属植物祖先类群被迫南迁，幸存分布于新世界低纬度的避难所。约在2000多万前，随着气候变暖葡萄属的祖先类群从孑遗避难所向北迁移扩散，并在适应北温带地区气候的动荡和反复收缩和扩张过程中得到了快速繁衍和发展，在这个过程中广泛的杂交和频繁的基因渗透起到了非常大的促进作用。此研究揭示了北半球低纬度的泛北热带避难所是北温带类群幸存的重要场所，而广泛的杂交和基因渗透是北温带类群适应环境变化并快速分化的重要机制。这可能是温带类群生存和发展的重要模式，对研究北半球植物的生存与演化具有重要参考价值。

聂泽龙和Jun Wen课题组近年来在葡萄科研究中取得了一系列进展，揭示了蛇葡萄属的一种全球演化模式(Nie et al., 2012)，利用系统发育基因组数据揭示了葡萄属的快速演化关系(Wen et al., 2018)和整个葡萄科的系统框架(Ma et al., 2021)。这篇论文进一步揭示了北美葡萄属适应北半球剧烈气候变化的生存和发展机制。

吉首大学聂泽龙教授为该论文的第一作者，美国史密森研究院Jun Wen研究员为通讯作者。美国史密森研究院Richard Hodel, Gabriel Johnson, Elizabeth Zimmer, 中国农业科学院深圳农业基因组研究所马志尧博士，美国阿拉斯加大学费尔班克斯分校Stefanie Ickert-Bond教授，中国科学院华南植物园任琛博士，华中农业大学刘秀群博士，吉首大学孟盈教授也参与了该项研究工作。该研究分别得到了中国和美国国家自然科学基金的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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