异源多倍体杂交与无融合生殖协同驱动荨麻科楼梯草属新物种形成:来自系统基因组学、流式细胞术、细胞学与形态学的多维证据

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Journal of Systematics and Evolution 2.9

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  本研究针对荨麻科楼梯草属(E. longpingii)特殊形态类群的生殖隔离机制展开攻关。来自国内的研究团队通过系统基因组学(RAD测序)、流式细胞术(FC)、细胞倍性分析和形态计量学等多学科交叉手段,首次证实该物种是通过E. scabrum(五倍体)与E. hirticaule(四倍体)的异源多倍体杂交形成,并继承母本无融合生殖(apomixis)能力而实现生殖隔离突破。该发现为植物网状进化提供了经典案例,对理解被子植物多样性形成机制具有重要启示。

  

自然界中,无融合生殖(apomixis)如同植物王国的"克隆魔法",能让自发形成的杂交种和多倍体突破生殖障碍。这项研究揭开了荨麻科楼梯草属(Elatostema)新成员E. longpingii的身世之谜——这个长相奇特的植物并非普通不育杂种,而是E. scabrum(五倍体)与E. hirticaule(四倍体)跨越倍性障碍的爱情结晶。

科研侦探们动用了"基因组快照"(genome skimming)和限制性位点关联DNA测序(RAD-seq)两套系统基因组学工具,结合流式细胞术(FC)的DNA含量检测和染色体计数技术,最终在分子水平锁定了杂交证据。有趣的是,E. longpingii不仅继承了母本E. scabrum的无融合生殖能力,其形态特征更是完美融合了双亲特点——就像同时遗传了父母的双眼皮和酒窝。

这项发现为植物进化史书写了精彩篇章:当异源多倍体杂交(heteroploidy hybridization)遇上无融合生殖,物种形成的"快车道"就此开启。楼梯草属的进化树并非传统分支状,而是交织着网状(reticulate)的杂交脉络,这种独特的多样化机制或许正是被子植物称霸陆地生态系统的秘密武器之一。

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