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科研進展
Plant Diversity同期發表昆明植物所李德銖團隊三篇竹類植物研究論文和專家評述 文章來源:中國西南野生生物種質資源庫 | 發布時間:2023-03-31 | 作者:劉涇霞,李德銖 | 瀏覽次數: | 【打印】 【關閉】 竹類植物是竹亞科(Bambusoideae)植物的總稱,全球約有1700種,是禾本科(Poaceae)第三大亞科,廣泛分布于亞太、中南美和非洲地區,具有重要的經濟、生態和文化價值。目前竹亞科被劃分為三個族,分別為代表草本竹類的莪利竹族(Olyreae),代表溫帶木本竹類的青籬竹族(Arundinarieae)和代表熱帶木本竹類的箣竹族(Bambuseae)。其中,木本竹類約有1600種,其竹稈高度木質化,具有二態性發育的葉片(即稈籜culm leaves和正常的枝葉branch leaves)以及幾十到上百年的開花周期。木本竹通常生長在林下、林隙或林緣,但也可形成以竹子為主的森林群落或稀樹灌叢,具有重要的生態意義。 李德銖團隊長期開展竹類植物的分類學和系統發育研究。2023年3月出版的Plant Diversity第45卷第2期發表了該團隊的三篇研究論文,聚焦于木本竹類三個不同類群,報道了竹類植物在分子系統學、分類學以及DNA條形碼研究的新進展(圖1)。Rakotonasolo et al.(2023)以馬達加斯加以及鄰近的留尼旺島、科摩羅島和坦桑尼亞特有的熱帶木本竹分支中Hickeliinae亞族為研究對象,利用葉綠體全基因組數據重建了該亞族屬級水平的系統發育框架,揭示了其內部的六個主要分支,并支持除Nastus Juss.外其余所有屬的單系性,為進一步開展馬達加斯加竹類的遺傳學和系統發育基因組學研究提供了系統發育框架和基礎數據。此外,該文強調了全面評估Hickeliinae分布于不同地區和生態位的物種的生存狀態是保護和可持續開發利用馬達加斯加特有竹類的首要工作。Liu et al.(2023)結合形態學和通過簡化基因組測序技術獲得的核基因SNP位點信息,厘清了熱帶木本竹分支中中國海南島原發表在籐竹屬(Dinochloa Buse)三個物種的系統位置,并為中國梨籐竹屬(Melocalamus Benth.)已知9個種提供了檢索表以及鑒定特征圖,為該屬深入的野外調查和研究提供了重要參考。該研究確定了籐竹屬在我國未見分布,對于研究梨籐竹屬和籐竹屬地理分布以及起源和演化具有重要意義。Lv et al.(2023)收集了溫帶木本竹分支中多樣性極高的箭竹屬(Fargesia Franch.)62個種的196個樣品,通過與一代條形碼的比較研究探討了全質體基因組和核糖體大亞基(nrDNA)序列在該屬物種鑒定中的應用。研究結果表明,與一代條形碼相比,質體基因組的物種鑒定率從5.7%提高到了28.6%,而nrDNA序列可以成功鑒定到65.4%的物種,表明核基因條形碼在分類困難類群物種鑒定中的重要作用,并提出亟需篩選更多的核基因條形碼用以解決箭竹屬和其它復雜類群的物種鑒定難題。 Plant Diversity特邀竹子分類學專家美國愛荷華州立大學Lynn G. Clark教授為此寫了專門評述(Clark, 2023),介紹了竹類植物分類和系統發育研究目前的研究進展和面臨的挑戰。她在評述中指出,對竹亞科一些代表類群而言,系統發育研究工作已跨入大數據基因組學時代,使得我們在理解竹子復雜進化歷史方面取得很大進展。由于竹類植物極其復雜的演化歷史和多樣的形態分化,加上大多數種類15~120年才開花,現有竹類標本常常只具有營養體而缺乏花果特征。此外,目前的研究大多數集中在有限的地理和分類范圍,導致取樣上極大的不均衡性,且近幾年仍不斷有新的屬種被發現。上述因素使得竹亞科更精細的系統發育研究面臨更大的挑戰,并導致其研究明顯滯后于禾本科其它類群。因此,她強調了整合形態學和基因組學證據對竹類分類和進化研究的重要性,同時認為仍需強化生態學、群體遺傳學和地理取樣等基礎性工作。Clark教授對本期三篇竹類研究文章給予了積極評價,認為其在不同尺度豐富了竹亞科分類學、系統學等方面的認識,有望在后基因組時代激發更多對這一重要類群的多樣化和演化歷史的研究,并通過竹類系統發育工作組的通力合作,重建竹亞科屬級水平的“生命之樹”。
(責任編輯:李雪)
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