研究背景

在生物演化过程中，基因流常常扮演着消除特征性变异、维持遗传同质性，进而阻碍群体遗传分化的角色。以往研究认为，在具有高强度扩散潜力的类群中，遗传分化通常难以形成和维持的。

然而，近年来不少研究表明，扩散能力强的类群也可以形成显著的群体遗传结构，但这种“扩散-基因流”悖论的形成机制尚不清楚。蕨类植物在维管植物中占据着重要的演化地位，具有独特的生活史，孢子体和配子体均独立生活。蕨类可产生大量孢子，孢子能够借助风力进行长距离迁移，但蕨类孢子的扩散能力与其遗传分化格局的关系还缺乏深入研究。

图a-d，中华蹄盖蕨复合群的南北遗传分化模式；

图e-f，环境异质性与中华蹄盖蕨复合群群体遗传分化的联系。

中国植物学会理事、中科院植物所张宪春研究组选取亚洲温带广布的二倍体同型孢子蕨类——中华蹄盖蕨复合群Athyrium sinense complex为研究对象，通过简化基因组测序获取全基因组范围内有代表性的遗传多样性位点，进行群体遗传分析，揭示了该复合群以东亚35°N（即秦-巴山脉以北）为分界线，南北群体在遗传、形态和生态位上存在显著分化。

群体历史和分布区模拟表明，该类群是在第四纪气候变化下从亚洲东北部向西南部的喜马拉雅-横断山地区迁移。相关性检验和冗余分析的结果不仅支持该复合群具有较强的扩散潜力，同时表明35°N南北的气候差异是造成现今分化格局的关键。此外，研究人员还论证了林冠郁闭度、季风方向以及生境连续性等因素均可对基因流产生影响。该研究为深入理解蕨类植物的时空演化提供了新的见解，并强调即使有强扩散潜力的存在，生境异质性仍能有效地驱动遗传分化。

研究成果于3月7日在线发表于国际学术期刊Molecular Ecology上。植物所博士研究生梁思琪为论文第一作者，张宪春研究员和卫然副研究员为论文共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金和中科院青促会项目的支持。

张宪春研究员

个人简介

张宪春研究员主要从事蕨类植物分类和系统及蕨类植物进化研究，主编和参编专著30余部，相关研究成果发表在Genome Biology and Evolution, BMC Genomics, TAXON, Molecular Phylogenetics and Evolution等国际学术杂志上。