适应性辐射,是生命进化过程中最常见的一种生命"爆发",是自达尔文以来一直受到科学家们关注和探索的重要进化命题。本项目将在前期研究工作基础上,针对禾本科这一植物中典型的适应性辐射类群,利用来自比较形态学、分子系统学、进化发育生物学、比较和功能基因组学以及古生物学等方面的证据,开展以下四个方面的研究1)探讨禾本科适应性辐射的历史过程及其与环境和气候事件之间的关系;2)研究与禾本科适应性辐射相关的基因家族的起源和适应性进化;3)揭示适应性辐射过程中物种的基因组动态及其适应机制;4)阐明中国横断山地区温带木本竹子的适应性起源及其与环境变迁的关系。通过上述研究,分析非生物环境和生物因素在物种适应和分化以及快速物种形成中的作用,揭示突变、重复和调控模式变化对适应性辐射过程中关键性状(功能)的影响,从形态、基因和基因组水平揭示植物适应性辐射的规律和机制。
Adaptive radiation;Fossil evidence;Gene and Genome;Evolution;Poaceae
本项目在前期研究工作基础上,针对禾本科这一植物中典型的适应性辐射类群,利用来自比较形态学、分子系统学、进化发育生物学、比较和功能基因组学以及古生物学等方面的证据,开展了四个方面的研究,具体进展包括以下几个方面。(1)探讨了禾本科适应性辐射的历史过程及其与环境和气候事件之间的关系;(2)研究与禾本科适应性辐射相关的基因家族的起源和适应性进化;(3)揭示适应性辐射过程中物种的基因组动态及其适应机制;(4)阐明中国横断山地区温带木本竹子的适应性起源及其与环境变迁的关系。在上述研究基础上,我们进一步分析了非生物环境和生物因素在物种适应和分化以及快速物种形成中的作用,尝试揭示突变、重复和调控模式变化对适应性辐射过程中关键性状(功能)的影响,为进一步从形态、基因和基因组水平揭示植物适应性辐射的规律和机制提供了重要的基础和有益的资料。项目实施4年来进展顺利,四个课题基本上完成了计划任务,在寻找和发掘新生代以来地层中保存的禾本科的化石证据、关键时间段上的古气候和古环境变化及其对禾本科的适应性辐射的影响、若干与适应逆境相关基因家族的起源、功能分化以及禾本科花器官特化和多样化的进化机制和适应意义等方面开展了大量卓有成效的工作,为进一步揭示禾本科类群的适应性辐射机制奠定了重要的基础。迄今在SCI收录刊物上发表论文54篇,包括多篇论文发表在Nature Biotechnology(2篇),PNAS(2篇),Nature Communication(2篇),Plant Cell, Global Change Biology和Molecular Ecology等国际权威刊物上。与此同时,培养了37位博士和18位硕士。项目执行期间,项目组成员组织了三次大型学术会议,与国际同行开展了广泛的学术交流,来访和出访30余人次,30多次应邀在国际重要会议上作报告。