昆明植物所东亚-北美间断分布蕨类植物掌叶铁线蕨复合群的生物地理学研究取得重要进展----中国科学院昆明植物研究所

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分子植物地理学研究组

科研进展

昆明植物所东亚-北美间断分布蕨类植物掌叶铁线蕨复合群的生物地理学研究取得重要进展

文章来源:生物多样性与生物地理学重点实验室 | 发布时间：2011-11-23 | 作者:卢金梅 | 浏览次数： | 【打印】【关闭】

东亚——北美间断是北半球植物温带成分间断中最经典的生物地理模式，但迄今仍缺少该分布格局在蕨类植物中的案例研究。掌叶铁线蕨复合群包括了四个种，间断分布于北美西部 (Adiantum aleuticum), 北美东部 (A. pedatum，A. aleuticum和A. viridimontanum) 和东亚 (A. pedatum 和A. myriosorum)（图1）。

最近，中国科学院昆明植物研究所卢金梅博士、李德铢研究员和Smithsonian Institution的Wen Jun教授等组成的研究团队对掌叶铁线蕨复合群开展了深入的系统学和生物地理学研究。该研究对100个样品的5个叶绿体片段(atpA, atpB, rbcL, trnL-F, and rps4-trnS )进行测序并重建该复合群内的系统关系。结果显示掌叶铁线蕨复合群是单系类群，其姐妹群为东亚分布的月牙铁线蕨A. edentulum（图2）。掌叶铁线蕨A. pedatum并未聚入一个分支，而是落入三个亚分支。A. aleuticum 和A. viridimontanum 组成的分支聚入A. pedatum 内。亚洲的灰背铁线蕨A. myriosorum 是A. pedatum-A. aleuticum 分支的姐妹群。DIVA和LAGRANGE分析均表明掌叶铁线蕨复合群为东亚起源，其冠级分化时间约为 4.27 (2.24–6.57)百万年前。研究结果显示目前所承认的A. pedatum 可能至少需要被分为三个种（分别对应北美东部、中国和日本的居群）。掌叶铁线蕨复合群内的东亚-北美间断模式可能是由两次洲际迁移形成的——一次为晚第三纪从东亚到北美的迁移，一次为更新世时从北美至东亚的回迁。该研究是比较和研究东亚-北美间断分布模式在蕨类植物与种子植物之间异同的首次尝试。研究结果对探索蕨类植物的洲际间断分布模式及传播路线具有重要意义。

研究论文以“Biogeographic disjunction between eastern Asia and North America in the Adiantum pedatum complex (Pteridaceae)”为题，发表于国际著名杂志《美国植物学报》（American Journal of Botany，2011年植物学领域JCR前15%期刊）上。http://www.amjbot.org/cgi/content/abstract/98/10/1680.

该项目得到了973项目(2007CB411601)、国家自然科学基金项目（31070199）、中国科学院知识创新工程（2010KIBA02）和中国科学院大科学装置开放研究项目 (2009-LSF-GBOWS-01)的支持。

Fig. 1. Distribution of the Adiantum pedatum complex showing biogeographic disjunctions between eastern Asia and North America (modifi ed from Paris, 1991b ). Adiantum pedatum : red; A. myriosorum : green; A. aleuticum : blue; and A. viridimontanum : yellow.

Fig. 2. Strict consensus tree of four maximally parsimonious trees derived from the analysis of atpA , atpB , rbcL , trnL-F , and rps4 - trnS sequences. The bootstrap values for 1000 replicates are shown above the branches, the Bayesian posterior probabilities are shown below the branches. ENA, eastern North America.