华南植物园揭示叶绿体基因组树优化我国森林大样地群落构建认知
2022-01-01   阅读:690   来源:中国科学院华南植物园

 

认知生物多样性的形成和维持机制即群落构建一直是生态学研究中的核心问题。系统发育群落生态学将系统发育分析方法整合到群落生态学的分析中,为探究群落生物多样性的演化与维持机制提供了新的视角。建立准确可靠的群落系统树是进行群落系统发育分析的前提和基础,分辨率较低的群落系统树可能导致对系统发育多样性指数的估计产生偏差,进而影响对特定群落的生态过程的推断。目前群落系统树的构建主要是利用Phylomatic、V.PhyloMaker等软件生成名录合成树,或是基于一代DNA条形码片段构建分子系统树。合成树方法无需采样、测序等步骤,成本较低,但结果中往往会出现较多的多歧分枝;一代DNA条形码树的物种分辨率相对更高,但对数量较多同属种的分辨能力仍然有限。叶绿体基因组作为二代DNA条形码,能有效提升物种分辨率,在一些特定类群的系统发育关系重建中取得了良好的效果,然而将其用于群落水平研究的效果尚未得到检测。 

中科院华南植物园分子生态学团队及其合作者,基于中国森林监测网络(CForBio)平台,对亚热带常绿阔叶林地区6个大型动态监测样地内的580种木本植物,分别利用V.PhyloMaker软件、一代DNA条形码片段(matK + rbcL + trnH-psbA)以及叶绿体基因组79种蛋白编码基因构建了群落系统树,比较了不同建树方法对系统发育多样性指数和功能性状系统发育信号计算结果的影响。研究结果表明,利用叶绿体基因组作为二代DNA条形码构建群落系统树,其建树效果要明显优于一代DNA条形码片段;以叶绿体基因组树作为参照,相比名录树,基于一代DNA条形码树得到的系统发育多样性指数和功能性状系统发育信号的计算结果要更为准确。文章建议,在同属种比例较高的群落中,应尽可能使用分辨率较高的叶绿体基因组树,以得到更为准确的指数计算和生态推断结果。 

相关研究成果已近期正式发表在Molecular Ecology Resources。该研究得到了中国科学院B类先导专项和国家自然科学基金的资助,各样地监测平台的工作人员在标本采集和物种鉴定过程中提供了支持和帮助。 

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1755-0998.13462

 

 

分别基于V.PhyloMaker软件、一代条形码片段(matK + rbcL + trnH-psbA)

以及叶绿体基因组79种蛋白编码基因构建的6个大型样地580种木本植物的群落系统发育树。

环形条带颜色代表植物类群,节点颜色代表支持率范围。

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