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科研成果

毛白杨的起源得以破解

发布时间:2019-04-11点击率:289




毛白杨(P. tomentosa)是我国特有的最著名杨属物种,主要分布在黄河流域中下游温和的平原地带。由于毛白杨一直没有发现天然居群,其起源问题深受关注。近50年来,中外许多学者对毛白杨的起源进行了大量的研究,但一直没有取得突破,争论颇多。日前,澳门新莆京乐场张建国研究组联合北京林业大学康向阳团队,在系统采集全球白杨派物种居群样本基础上,应用6个叶绿体位点和10个核基因位点,对8个白杨派物种36个居群392个个体进行测序,通过系统发育重建和遗传结构分析,清晰地解析了毛白杨和河北杨的起源问题,研究成果发表在Scientific Reports ( https://doi.org/10.1038/s41598-019-41320-z)上。

研究发现,毛白杨主要起源于59万年前的一次杂交事件,起源方式为响叶杨(P. adenopoda)作为母本,银白杨(P. alba)为父本通过天然杂交产生了今天广泛栽培的毛白杨。有趣的是作为父本的银白杨,距离毛白杨分布区最近的居群分布在我国新疆的额尔齐斯河流域,而作为母本的响叶杨则分布在我国的秦岭以南广阔的亚热带地区。令人惊讶的是今天距离如此遥远的两个物种,在地质历史上是如何分布的呢?可能的推测是59万年前,随着中更新世降温事件的结束,全球温度随之升高,响叶杨向北扩张,其北界分布可能到达了燕山山脉和太行山脉的河谷地带或平原区,而银白杨南界的分布可能同样到达或接近燕山山脉和太行山脉,但其分布在海拔较高的温凉山地。由于两个物种同域分布,发生单向不对称杂交,导致杂种毛白杨物种的形成。其后,随着气温的下降,响叶杨向南退却,银白杨则向西北方向退却,毛白杨则留在了燕山山脉和太行山脉的河谷地带或与平原交接的山前地带,形成了今天三个物种神奇的地理分布格局。此外,研究中还有一个有趣的发现,现在广泛栽培的毛白杨均为F1代杂种,表明毛白杨杂种自产生后一直以克隆繁殖的方式,维系物种的繁衍和存在。