自達(dá)爾文時(shí)代起，植物的繁育系統(tǒng)一直是進(jìn)化生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)。植物的繁育系統(tǒng)復(fù)雜多樣，有性生殖和無(wú)性生殖是植物兩大基本生殖方式，而無(wú)融合生殖是無(wú)性繁殖的一種特殊形式，通常指植物不經(jīng)受精作用而產(chǎn)生有胚種子的現(xiàn)象。與無(wú)性生殖方式相比，有性生殖在進(jìn)化和適應(yīng)方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但為什么有些具有有性生殖方式的植物類群在特定地區(qū)或生境進(jìn)化出兼性無(wú)融合甚至專性無(wú)融合生殖方式？這種繁育方式轉(zhuǎn)變的進(jìn)化生態(tài)學(xué)意義如何？
為了回答這些科學(xué)問(wèn)題，課題組選擇分布于中國(guó)-日本亞熱帶常綠闊葉林組成類群樟科山胡椒（Lindera glauca）為研究對(duì)象，利用親緣地理學(xué)、群體遺傳學(xué)、生態(tài)位模擬、溯祖理論分析等方法，闡釋了雌雄異株植物山胡椒繁殖策略轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)因素和進(jìn)化生態(tài)學(xué)意義。研究結(jié)果顯示山胡椒中國(guó)群體同時(shí)存在有性生殖和無(wú)融合生殖兩種繁殖方式，而日本群體則為專性無(wú)融合生殖。種群歷史重建（ABC）和生態(tài)位模擬（ENM）顯示，日本山胡椒起源于中國(guó)，更新世中期（約0.3百萬(wàn)年）種群經(jīng)歷了嚴(yán)重的瓶頸效應(yīng)，并導(dǎo)致島嶼與大陸群體發(fā)生分化；在冰期與間冰期的氣候震蕩過(guò)程中，日本群體經(jīng)歷了反復(fù)的群體收縮與擴(kuò)張，由于瓶頸效應(yīng)和建立者效應(yīng)導(dǎo)致日本群體進(jìn)化出專性無(wú)融合生殖方式，有利于群體的快速擴(kuò)張；中國(guó)群體具有的兼性無(wú)融合生殖方式，一方面能夠通過(guò)有性生殖方式提高群體遺傳變異，另一方面還可以利用無(wú)融合生殖方式固定和傳播適應(yīng)性強(qiáng)的基因型，從而維持了群體相對(duì)穩(wěn)定和適應(yīng)性潛力。由于山胡椒為重要的香料與油料植物，本研究結(jié)果也為其未來(lái)育種提供新途徑。
相關(guān)研究成果以“Patterns of genotype variation and demographic history in Lindera glauca?(Lauraceae), an apomict-containing dioeciousforest tree ”為題發(fā)表于Journal of Biogeography雜志上，實(shí)驗(yàn)室朱珊珊博士為第一作者，邱英雄教授為通訊作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/jbi.13874
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