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南京农业大学陈发棣课题组揭示菊属及其近缘属的演化关系和演化历史

花匠小妙招
2024-10-15 16:15

菊花(Chrysanthemum morifolium) 是世界著名花卉，栽培菊花最早起源于中国，具有悠久的人工选育历史。但菊花的起源地点、起源时间以及演化历史等还存在许多争议。菊属及其近缘属物种的演化历史和演化关系是探究菊花起源的重要依据。物种的进化受到环境的驱动和选择，其演化历史与其周边地理环境的演变息息相关，而探究这种演化历史和内在关系，需要生物地理学、生态学、古植物学、古生地理学、古然气候学及古生态学等多方面的综合分析。然而，菊花相关研究还很缺乏。

近日，Horticulture Research在线发表了南京农业大学菊花团队题为Small-scale alpine topography at low latitudes and high altitudes: Refuge areas of the genus Chrysanthemum and its allies的研究论文。该研究选择了横断山西南端一个具有特殊地理意义的矩形区域作为研究区域，开展全域深入的生物地理学及生态学调查与研究，该区域是目前中国亚菊属分布纬度最低的物种密绒亚菊(Ajania sericea)，与分布海拔最高类群(3200m)野菊(Chrysanthemum indicum)，以及栎叶菊属(Phaeostigma)物种重叠分布的区域。基于GIS、生态样方以及SRAP分子标记等数据，对该区域菊属及其近缘属5个物种9个居群的形态多样性、遗传关系、植被群落及地形相关性进行分析，并结合该区域现有古地理学、古气候学、古生态学研究结果，对菊属及其近缘属的演化关系和演化历史进行了探究。

该研究发现，菊属与亚菊属的边缘雌花形态存在自然的过渡类型，北坡向较低的光照强度及相对湿润的生境有利于舌状花伸长和进化。栎叶菊属与菊属的遗传距离相对较远，而亚菊属则处在二者之间。该区域的菊属及其近缘属物种，对海拔高度在3000m左右的多石地貌上的针叶(Pinus)—阔叶(Quercus)混交林边缘生态群落的依赖程度极高，这些多石地貌和林缘群落成为它们在第四纪间冰期(interglacial period)避难的生态岛屿。推测无舌状花的栎叶菊属是蒿亚族中较为原始的类群，其蒿型(Artemisia-type)花粉更倾向于风媒传粉，有舌状花的菊属则更为进化，其春黄菊型(Anthemis-type)花粉更倾向于虫媒传粉，而横断山隆起所造成的复杂地貌对菊属及其近缘属物种的形成、演化与发展起到了关键作用。该研究为菊花起源研究提供了新的视角、方法和依据。

Stony habitats, microphotographs of corolla and capitula for Chrysanthemum and its allies.

南京农业大学园艺学院博士陈希为本文的第一作者，南京农业大学园艺学院陈发棣教授为通讯作者。大理大学农学与生物科学学院，大理大学东喜马拉雅生物多样性研究院参与了研究。该研究得到了国家重点研发计划，国家自然科学基金，云南省应用基础研究计划青年项目以及江苏高校优势学科建设工程项目的资助。