基于分子标记的白蜡树属椒叶梣组系统发育及谱系地理格局形成

韦羿帆; 周明芹; WEN Jun; WEI Yifan; ZHOU Mingqin; WEN Jun

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1. 长江大学园艺园林学院，湖北荆州 434023； 2. 史密森学会国家自然历史博物馆植物学部，美国华盛顿特区 D. C. 20013-7012

最近更新：2024-05-10

DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20230918002

摘要

木犀科白蜡树属椒叶梣组（Fraxinus sect. Sciadanthus）由自然分布于中国中部的对节白蜡（Fraxinus hupehensis S. Z. Qu，C. B. Shang & P. L. Su）、喜马拉雅西部的椒叶梣（Fraxinus xanthoxyloides（G. Don）DC. ）和非洲北部的Fraxinus dimorpha 3个物种组成，呈现出特殊的间断分布模式，目前该组的起源和演化过程尚不清楚。利用ITS、psbA-trnH、rpl32-trnL和matK 4个标记对白蜡树属42个物种间的系统发育关系进行分析，结果表明：（1）利用ITS序列构建的贝叶斯系统树支持Wallander的分类方法，即属内再分成6个组，对节白蜡、椒叶梣和F. dimorpha都属于椒叶梣组，且该组与欧梣组（sect. Fraxinus）的亲缘关系最近，形成姐妹组；（2）椒叶梣可能是F. dimorpha与欧亚种的杂交后代；（3）BEAST分化时间图显示，白蜡树属最早起源于42.05 Ma，椒叶梣组最早分化于21.86 Ma，对节白蜡最早分化于11.87 Ma。青藏高原的快速隆起可能是导致椒叶组物种间断分布的重要原因，对节白蜡和椒叶梣可能是其影响下的孑遗植物。

关键词

白蜡树属; 椒叶梣组; 对节白蜡; 谱系地理学; 华中—西喜马拉雅—北非间断分布

植物在北半球的洲际间断分布一直是生物地理学的研究热点之一，目前认为地质事件和气候变化是植物迁移和扩散的重要驱动因素之一^［

1］。白垩纪晚期至始新世早期，古特提斯植物区系主要分布于古特提斯海沿岸一带（包括现今地中海区域、东北非、中东以及喜马拉雅-横断山区）^{［参考文献 2

百度学术}2］。渐新世时期，欧亚大陆气候的干旱化导致古特提斯植物区系逐渐被旱生古地中海植物区系取代^{［参考文献 3

百度学术}3］。随着第三纪青藏高原的剧烈隆起以及气候的进一步旱化，古地中海植物区系分化出了适应高山环境的中国—喜马拉雅成分，逐渐形成了现今青藏高原植物区系重要的分化中心^{［参考文献 2-3}2-3］。第四纪更新世的气候振荡强烈影响了北半球植被分布的收缩和扩张^{［参考文献 1

百度学术}1］，促使地中海植物区系的部分类群在非洲、欧亚地区形成一系列的间断分布模式^{［参考文献 2-3}2-3］。自新近纪以来，华中大部分地区经历的地壳运动相对稳定，并没有显著受到更新世大陆冰盖的影响，特殊的地质环境为古老残遗类群提供了适宜的微环境和冰期避难所，在一定程度上促进了这些区域植物的谱系地理格局形成^{［参考文献 4

百度学术}4］。

白蜡树属（Fraxinus L.）隶属于木犀科（Oleaceae）木犀亚科（Oleoideae）梣族（Fraxineae），目前全球有48种植物，广泛分布于北半球的温带和亚热带地区，北美、东亚是本属的两个主要的多样性中心^［

5］。自1753年白蜡树属被记载以来，植物学家根据其单翅果、羽状复叶和两性花等重要形态特征以及地理分布格局，报道了数种系统分类方法^{［参考文献 6-7}6-7］。2008年，Wallander^{［参考文献 5

百度学术}5］在北美和中国采集记录了43种白蜡树属植物，基于形态学和分子生物学研究将该属的40种植物在属内再分为6个组：Sect. Dipetalae （Lingelsh.） E.Nikolaev、欧梣组（Sect. Fraxinus）、象蜡树组（Sect. Melioides （Endl.） Lingelsh）、苦枥木组（Sect. Ornus （Boehm.） DC.）、Sect. Pauciflorae （Lingelsh.） E.Wallander以及椒叶梣组（Sect. Sciadanthus （Coss. et Dur.） Lingelsh.）。2012年，Wallander^{［参考文献 8

百度学术}8］对本属48种植物的形态特征进行描述和修订，最终正式保留了45个物种名称，为白蜡树属的后续研究构建了较为完整的系统发育框架。

1855年，Cosson等^［

9］在非洲北部发现白蜡树属新种F. dimorpha Coss. & Durieu及其变种Fraxinus dimorpha var. dumosa Carrière。1920年，Lingelsheim^{［参考文献 10

百度学术}10］将两个北非种与椒叶梣（Fraxinus xanthoxyloides（G. Don）DC.）划分为小花亚组（Subsect. Sciadanthus）。1979年，曲式曾等^{［参考文献 11

百度学术}11］在中国湖北发现对节白蜡（Fraxinus hupehensis S. Z. Qu，C. B. Shang & P. L. Su），并根据形态学特征将其划入小花亚组。2001年，Govaerts^{［参考文献 12

百度学术}12］对两个北非种群间的同义名进行了探讨，认为它们应当归为同一物种。2008年，为了厘清该亚组的物种组成关系，Wallander^{［参考文献 5

百度学术}5］通过对标本广泛的观察和形态学性状的比较，将Fraxinus dimorpha作为椒叶梣的异名，与椒叶梣、对节白蜡归并为椒叶梣组（Sect. Sciadanthus），并归纳出该组具有奇数羽状复叶、叶轴上具狭翅、短而密集的聚伞状圆锥花序以及单翅果等形态特征。2013年，Hinsinger等^{［参考文献 13

百度学术}13］通过分子生物学和系统发育研究，揭示了椒叶梣组与欧梣组（Sect. Fraxinus）互为姐妹群关系。

对节白蜡，落叶大乔木，仅分布于中国湖北省大洪山及周边地区^［

11］；椒叶梣，落叶灌木或小乔木，集中分布于喜马拉雅西部、阿富汗、巴基斯坦，以及东起西藏西至摩洛哥和阿尔及利亚北部的地理范围内^{［参考文献 6

百度学术}6］；Fraxinus dimorpha仅分布于非洲东北部^{［参考文献 9

百度学术}9］。椒叶梣组物种在华中、西喜马拉雅和北非地区呈现出特殊的间断分布模式（图1），对开展植物区系的系统发育和谱系地理学方面的研究具有重要意义。本研究利用ITS、psbA-trnH、rpl32-trnL及matK 4个分子标记对椒叶梣组及白蜡树属其他5个组共42个物种的系统发育关系与分化时间进行分析，以此探讨椒叶梣组的起源与演化以及谱系地理格局形成的原因，并为开展白蜡树属物种的谱系地理学研究提供参考。

图1 白蜡树属椒叶梣组物种间断分布示意图

Fig. 1 A schematic map showing the unusually wide disjunct distribution of Fraxinus section Sciadanthus

1 材料与方法

1.1 样本收集

在本研究中，椒叶梣组的两份对节白蜡样本采自中国湖北，两份椒叶梣标本（G.L. Webster & E. Nasir E. 6503 （A）采自克什米尔，O.H. Volk 71.678 （A）采自阿富汗）保存于美国史密斯研究院的自然历史博物馆。椒叶梣组的另一物种F. dimorpha及白蜡树属其他5个组共40个物种的序列来自NCBI的GenBank数据库（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/）。选取木樨（Osmanthus fragrans Lour.）、美洲木樨（O. americanus （L.）Benth. & Hook.f. ex A.Gray）、流苏树（Chionanthus virginicus L.）、美国流苏树（C. retusus Paxton）、腺叶木樨榄（Olea paniculata R.Br.）、总序桂（Phillyrea latifolia L.）、Forestiera acuminata （Michx.） Poir.等7个物种作为椒叶梣组的外类群。除对节白蜡和椒叶梣2个物种4份样本外，其他47个物种共56个样本的 GenBank序列登记号详见表1。

表1 试验材料种名及其GenBank序列登记号

Table1 Species name and the GenBank accession number of Fraxinus included in this study

编号 No.	名称 Name	拉丁学名 Latin name	GenBank序列登记号 The GenBank accession number
编号 No.	名称 Name	拉丁学名 Latin name	matK	rpl32-trnL	psbA-trnH	ITS
1	美国白梣	Fraxinus americana L.	HM171496	HM222718	HM367363	HQ705201
2	尖果梣	F. angustifolia Vahl ssp. oxycarpa （Willd.） Franco & Rocha Afonso				HQ705262
3	叙利亚梣1	F. angustifolia spp. syriaca （Boiss.） Yalt.1				HQ705294
	叙利亚梣2	F. angustifolia spp. syriaca （Boiss.） Yalt.2				HQ705293
4	窄叶梣	F. angustifolia spp. angustifolia				HE602415
5	—	F. anomala Torr. ex S.Watson		HM222739	HM367380	HQ705209
6	—	F. apertisquamifera Hara		HM222746	HM367387	EU314824
7	—	F. berlandieriana DC.	HM171521	HM222750	HM367391	HQ705210
8	小叶梣	F. bungeana A.DC.	HM171516	HM222754	HM367394	HQ705212
9	卡罗莱纳梣	F. caroliniana Mill.		HM222758	HM367398	HQ705215
10	—	F. chiisanensis Nakai	HM171501	HM222760	HM367400	HQ705217
11	白蜡树1	F. chinensis Roxb.1	HM171503	HM222766	HM367406	HQ705220
	白蜡树2	F. chinensis Roxb.2		HM222765	HM367405	HQ705225
12	香梣	F. cuspidata Torr.		HM222772	HM367412	EU314838
13	加州梣	F. dipetala Hook. & Arn.		HM222778	HM367416	EU314841
14	—	F. dubia （Willd. ex Schult. & Schult.f.） P.S.Green & M.Nee				EU314843
15	欧梣1	F. excelsior L.1	HM171489	HM222783	HM367423	HQ705229
	欧梣2	F. excelsior L.2	HM171524	HM222784	HM367421	HQ705228
16	多花梣	F. floribunda Wall.	HM171492	HM222781	HM367424	HQ705247
17	—	F. gooddingii Little		HM222786	HM367427	EU314852
18	—	F. greggii Little		HM222787	HM367429	HQ705231
19	—	F. holotricha Koehne.1	HM171518	HM222796	HM367441	HQ705237
	—	F. holotricha Koehne.2	HM171517	HM222795	HM367440	HQ705236
20	日本小叶梣	F. lanuginosa Koidz.		HM222799	HM367445	EU314858
21	阔叶梣	F. latifolia Benth.	HM171515	HM222819	HM367468	HQ705240
22	长尖梣	F. longicuspis Siebold & Zucc.	HM171502	HM222827	HM367478	EU314862
23	水曲柳1	F. mandshurica Rupr.1	HM171500	HM222835	HM367490	EU314864
	水曲柳2	F. mandshurica Rupr.2	HM171499	HM222832	HM367487	HQ705249
24	—	F. micrantha Lingelsh.		HM222838	HM367496	EU314865
25	黑梣1	F. nigra Marshall 1	HQ593300	HM222840	HM367498	EU314868
	黑梣2	F. nigra Marshall 2		HM222839	HM367497	HQ705254
26	花梣1	F. ornus L.1	HM171490	HM222843	HM367500	HQ705257
	花梣2	F. ornus L.2	HM171495	HM222844	HM367501	HQ705258
27	秦岭梣	F. paxiana Lingelsh.		HM222850	HM367510	HQ705269
28	美国红梣	F. pennsylvanica Marshall	HQ593302	HM222851	HM367511	HQ705270
29	象蜡树1	F. platypoda Oliv.1		HM222860	HM367524	HQ705274
	象蜡树2	F. platypoda Oliv.2		HM222858	HM367516	EU314877
30	南瓜梣	F. profunda （Bush） Bush	HM171508	HM222862	HM367526	HQ705277
31	—	F. purpusii Brandegee				EU314879
32	蓝梣	F. quadrangulata Michx	HM171514	HM222867	HM367532	EU314881
33	—	F. raibocarpa Rege l				EU314883
34	庐山梣1	F. sieboldiana Blume 1	HM171494	HM222876	HM367546	HQ705285
	庐山梣2	F. sieboldiana Blume 2		HM222872	HM367537	HQ705284
35	象蜡树（异名）	F. spaethiana Lingelsh.	HM171520	HM222882	HM367554	HQ705291
36	—	F. texensis Sarg.		HM222886	HM367558	EU314891
37	三叶梣	F. trifoliolata W.W.Sm.				EU314893
38	墨西哥梣	F. uhdei （Wenz.） Lingelsh.		HM222894	HM367568	HQ705304
39	绒毛梣	F. velutina Torr.	HM171525	HM222909	HM367578	HQ705308
40	—	F. dimorpha Coss. & Durieu	HM171526	HM222914	HM367583	HQ705319
41	木樨	Osmanthus fragrans Lour.	EU409428	GQ294677	FJ527890	EU314904
42	美洲木樨	O. americanus （L.） Benth. & Hook.f. ex A.Gray	JX863047	GU929894	HM999667	JX862659
43	总序桂	Phillyrea latifolia L.		GQ294688	GU120322	EU314905
44	流苏树	Chionanthus retusus Paxton		GU929896		JX862626
45	美国流苏树	C. virginicus L.			DQ006204	JX862622
46	—	Forestiera acuminate （Michx.） Poir.				EU314903
47	腺叶木樨榄	Olea paniculata R.Br.				JX862656

中文名和拉丁学名后的数字代表同一物种的两个不同样本； —代表该物种尚无对应中文名

The number after the Chinese name and the Latin name represents two different samples of the same species； — indicates that the species does not have a corresponding Chinese name

1.2 DNA提取、PCR扩增与测序

本研究采用改良的CTAB法^［

14］分别从用硅胶干燥的对节白蜡与椒叶梣标本叶片中提取总基因组DNA，随后对提取的DNA样品进行psbA-trnH、rpl32-trnL、matK 和 ITS 4个标记的PCR扩增，并对扩增产物进行测序。这4个分子标记在前人的报道中表现出较好的多态性和稳定性，被广泛应用于种间系统发育研究^{［参考文献 15

百度学术}15］。其中psbA-trnH、rpl32-trnL 与 matK 3个分子标记属于叶绿体基因组，引物设计分别参照文献Sang等^{［参考文献 16

百度学术}16］，Shaw 等^{［参考文献 17

百度学术}17］，Costion 等^{［参考文献 18

百度学术}18］提供的序列；ITS分子标记属于核基因组，正向引物序列 ITSF1为本研究设计，反向引物序列 ITS4参照Wojciechowski 等^{［参考文献 19

百度学术}19］（引物序列详见表2）。PCR反应总体系为25 μL，其中15.8μL ddH₂O，1 μL DNA模板，正向和反向引物各2 μL，2 μL dNTPs，2 μL 10×buffer （Mg²⁺）以及0.2 μL Taq DNA 聚合酶。扩增产物采用ExoSAP-IT试剂纯化、琼脂糖凝胶电泳检测DNA的纯度和完整性后^{［参考文献 20

百度学术}20］，使用10 μL的BigDye Terminator循环测序试剂盒和ABI 3730自动测序仪（美国应用生物系统公司）进行测序。

表2 本研究的引物序列和PCR扩增条件

Table 2 Primer sequences and PCR amplification conditions for this study

分子标记 Molecular marker	引物名称 Primer name	引物序列（5′- 3′） Primer sequence （5′- 3′）	反应条件 Reaction condition
psbA-trnH	psbAF	GTTATGCATGAACGTAATGCTC	94 ℃ 5 min；94 ℃ 1 min，55 ℃ 1 min，72 ℃ 1.5 min，30 cycles；72 ℃ 10 min
	trnHR	CGCGCATGGTGGATTCACAAATC
rpl32-trnL	trnL^（UAG）	CTGCTTCCTAAGAGCAGCGT	94 ℃ 5 min；94 ℃ 1 min，53 ℃ 1 min， 72 ℃ 2 min，35 cycles；72 ℃ 10 min
	rpL32-F	CAGTTCCAA AA AAACGTACTTC
matK	3F KIM	CGTACAGTACTTTTGTGTTTACGAG	94 ℃ 5 min；94 ℃ 30 s，53 ℃ 20 s， 72 ℃ 50 s，35 cycles；72 ℃ 5 min
	1R KIM	ACCCAGTCCATCTGGAAATCTTGGTTC
ITS	ITSF1	TTCCGAACCACCGCGGG	94 ℃ 5 min；94 ℃ 1 min，53 ℃ 1 min，72 ℃ 1 min，39 cycles；72 ℃ 7 min
	ITS4	TCCTTCCGCTTATTGATATGC

1.3 数据分析

1.3.1 序列碱基组成和变异分析

椒叶梣和对节白蜡样本的4个分子标记扩增所得的序列使用Geneous 6.1.2^［

21］软件拼接。为了探究42个白蜡树属物种序列之间的同源性和变异关系，本研究使用MAFFT 7.487^{［参考文献 21-22}21-22］软件，对椒叶梣、对节白蜡拼接后的序列和从GenBank数据库中获得的其余 40个物种的4个分子标记进行多序列比对，得到的矩阵导入Geneous Pro v4.8.5^{［参考文献 21

百度学术}21］进行人工校正后，利用 MEGA^{［参考文献 22

百度学术}22］软件统计序列的保守位点、变异位点、简约信息位点、序列长度及碱基组成等信息。

1.3.2 系统发育树构建

采用贝叶斯推论法（BI，Bayesian inference）^［

23］和最大简约法（MP，maximum parsimony）^{［参考文献 24

百度学术}24］分别对ITS和叶绿体基因组两个数据集进行系统发育分析。贝叶斯系统树的构建在MrBayes 3.1.2 软件中执行：首先使用Modeltest version 3.7计算出最佳碱基替换模型及相关参数^{［参考文献 24

百度学术}24］，然后采用马尔科夫链蒙特卡洛方法（MCMC，Markov chain monte carlo），以随机树为起始树，4条链同时迭代运算20，000，000代，每1000代抽样1次，重复1次^{［参考文献 21

百度学术}21］。舍弃（Burn-in）前10%老化树后，通过Mrbayes软件^{［参考文献 22

百度学术}22］构建多数一致树（Majority-rule consensus tree）并计算贝叶斯后验概率（PP，posterior probability），当PP≥95%时认为该分支可靠。最大简约树的构建在PAUP 4.10b软件^{［参考文献 22

百度学术}22］中执行：使用1000次启发式搜索和100次随机重复分支增加来获得自展值（Bootstraps values），并对各分支的相应数据进行自展检验。

1.3.3 谱系分化时间估算

采用BEAST软件包^［

25］中的宽松分子钟模型（Relaxed clock），利用ITS数据对白蜡树属的分化时间进行估算。选取2个校正位点对分化时间进行化石校正：（1）校正点A—发现于加州Chalk Bluffs的始新世晚期地层中的白蜡树属最古老的物种F. yubaensis MacGinitie （49~52 Ma）的翅果化石^{［参考文献 26

百度学术}26］；（2）校正点B—中新世时期欧梣组物种的花粉化石（12 Ma）^{［参考文献 27

百度学术}27］。白蜡树属物种各节点的分化时间采用两个独立的MCMC分析，分别迭代运行50，000，000代，每1000代抽样一次，确保有效样本量（ESS，effective sample size）的值大于200，然后通过Tracer 1.5检测各链是否达到收敛^{［参考文献 22

百度学术}22］。舍弃前10%的老化树后，使用BEAST中的LogCombiner对两次独立运行的数据进行整合，最后使用Fig tree 1.4.3（http：//tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree/）对其进行可视化及编辑^{［参考文献 25

百度学术}25］。

2 结果与分析

2.1 序列碱基组成和变异情况

在60个样品的ITS序列分析中，比对后的分析序列长615 bp，含239个变异位点，其中167个位点为简约性信息位点；在叶绿体基因组的3个分子标记psbA-trnH、rpl32-trnL及matK的序列分析中，分析序列的总长度为2232 bp，含291个变异位点，其中136个位点为简约性信息位点。

2.2 系统发育关系分析

ITS和叶绿体基因序列数据集的ILD （Incongruence length difference test）检测值P = 0.01，表明两组数据集之间异质性较高不支持合并，因此分别对其进行探讨。由于两组序列构建的最大简约树和贝叶斯系统树的拓扑结构基本一致，为了便于讨论，本研究采用最大简约法计算后得到的贝叶斯系统树的拓扑结构进行系统发育分析（图2，图3）。

图2 利用ITS序列构建的白蜡树属椒叶梣组及相近种的贝叶斯系统树

Fig. 2 The Bayesian tree of Fraxinus section Sciadanthus and its relatives using ITS data

各分支上、下的数值分别代表贝叶斯后验概率和最大简约自展值；--表示自展值小于50%；下同

Numbers above branches are the Bayesian posterior probabilities （PP），and numbers below branches indicate bootstrap values （BS）； A dash indicates bootstrap values below 50%；The same as below

图3 利用3个叶绿体标记psbA-trnH、rpl32-trnL、matK构建的白蜡树属椒叶梣组及相近种的贝叶斯系统树

Fig. 3 The Bayesian tree of Fraxinus section Sciadanthus and its relatives using the combined plastid dataset （psbA-trnH，rpl32-trnL，matK）

基于ITS序列构建的贝叶斯系统树（图2）支持Wallander^［

5］的分类方法，即属内再分成6个组。椒叶梣与F. dimorpha先聚成一支（后验概率为1.00，bootsrap值为100%），然后与对节白蜡聚在一起（后验概率为1.00，bootsrap值为96%）。该组与欧梣组的亲缘关系最近，形成姐妹组（后验概率为1.00，bootsrap值为85%）。

在由3个叶绿体基因标记psbA-trnH、rpl32-trnL、matK构建的贝叶斯系统树中（图3），椒叶梣没有与对节白蜡和F. dimorpha聚在一起，而是跟苦枥木组（sect. Ornus）的物种多花梣（F. floribunda）、秦岭梣（F. paxiana）和花梣（F. ornus）优先聚在了一起（后验概率为0.54，bootsrap值＜50%），然后与来自欧洲和北美的物种聚成一支（后验概率为1.00，bootsrap值为70%）。通过序列分析，发现在叶绿体psbA-trnH标记比对序列中，椒叶梣与来自欧洲和北美的物种具有高度一致的变异位点（图4）。

图4 叶绿体psbA-trnH标记的部分比对序列

Fig.4 The plastid psbA-trnH sequence segment

图中彩色所示为椒叶梣与来自欧洲、北美部分物种的14个高度一致的变异位点

The colors in the figure show 14 highly consistent variables sites between F. xanthoxyloides and species from Eurasia and North America

2.3 谱系分化时间分析

白蜡树属内各节点的分化时间估计显示于BEAST最大置信树中（图5）。结果表明，白蜡树属最早起源于始新世中期42.05 Ma（95% HPD： 29.99~55.54 Ma）（节点1），在中新世早期21.86 Ma（95% HPD： 16.00~29.59 Ma）开始分化出椒叶梣组和欧梣组两个主要支系（节点2）。在椒叶梣组分支中，对节白蜡最早分化于中新世中期11.87 Ma（95% HPD： 5.79~19.42 Ma）（节点3），椒叶梣和F. dimorpha分化于上新世晚期4.23 Ma（95% HPD： 1.22~8.79 Ma）（节点4）。

图5 基于ITS数据和化石校正的白蜡树属物种BEAST分化时间图

Fig. 5 The estimation of divergence times of Fraxinus based on nrDNA ITS using BEAST with two fossils as calibration points

★代表两块白蜡树属化石的年代；各分化节点的蓝色线条表示分化时间的 95%置信区间。HPD：最高后验概率密度；Ma：百万年前

★ representing the age of two fossils of Fraxinus. The blue horizontal bar of each divergence node indicates 95% confidence interval of divergence time；HPD：Highest posterior density；Ma：Million years ago

3 讨论

3.1 椒叶梣组谱系系统发育关系

基于ITS序列构建的系统发育树（图2）显示，椒叶梣组和欧梣组呈姐妹关系，椒叶梣组的物种主要分成两个分支，对节白蜡位于单独的支系，椒叶梣与F. dimorpha位于另一支系，对节白蜡、椒叶梣和F. dimorpha 3个物种之间呈现明显的分化，且椒叶梣与F. dimorpha的亲缘关系更近。种间杂交、水平基因转移或谱系分选等因素通常会导致植物的核基因组和叶绿体基因组在系统发育中出现显著的差异^［

28］。在叶绿体基因组构建的系统发育树中（图3），椒叶梣并不与对节白蜡、F.dimorpha聚在一起，而是优先与苦枥木组的部分物种形成了支持率较低的分支，随后与欧梣组中来自欧洲和北美的几个物种聚成支持率相对较高的一支。此外，椒叶梣的叶绿体基因psbA-trnH标记序列与同组其他物种存在部分差异，其中14个变异位点与来自欧亚、北美大陆的几个物种高度一致（图4），这可能与地理分布差异导致的种群间遗传变异有关^{［参考文献 29

百度学术}29］。综合上述结果，推测椒叶梣可能是F. dimorpha与欧梣组物种的杂交后代。已有研究表明，欧梣组物种之间的杂交现象普遍存在^{［参考文献 5

百度学术}5，8，13，30］，如欧梣（Fraxinus excelsior Linn.）和尖果梣（F. angustifolia Vahl subsp. oxycarpa （Willd.） Franco et Alfonso）在地中海至法国一带以及伊比利亚半岛、意大利北部、阿尔卑斯山脉和巴尔干半岛等地区的冰期避难所中发生过大量杂交^{［参考文献 30

百度学术}30］。对于椒叶梣杂交起源的深入探究，还需要获取其核糖体单拷贝基因数据，并结合椒叶梣组及欧亚近缘种的叶绿体基因组序列进一步分析。

3.2 椒叶梣组谱系地理格局的形成

青藏高原的快速隆起是新生代时期发生的重大地质事件之一，其造成的地理隔离和气候变化对该地区植物的种系分化具有显著影响^［

1-2］，例如川滇高山栎（Quercus aquifolioides Rehd. et Wils.）的异域分化和云杉属（Picea Dietr.）的种间分化^{［参考文献 31

百度学术}31］。BEAST分化时间图显示（图5），对节白蜡最早分化于中新世中期11.87 Ma，椒叶梣和F. dimorpha最早分化于上新世晚期4.23 Ma，因此青藏高原在上新世中后期18~17 Ma、10.9~7.5 Ma和0.9 Ma的3次快速隆起^{［参考文献 31

百度学术}31］可能在一定程度上导致了椒叶梣组物种的分化。

第四纪更新世周期性的冰期、间冰期的反复循环导致了气候振荡（Climatic oscillations），深刻影响了白蜡树属物种的迁徙、分化过程以及特有种分布格局的形成^［

32］。王磊等^{［参考文献 32

百度学术}32］在对云南临沧晚中新世地层中发现的白蜡树属翅果化石 Fraxinus cf．honshuensis的研究中，发现白蜡树属物种与北半球大多数落叶植物一样在全球气候变冷期间从高纬度地区向低纬度地区迁徙。

青藏高原及其邻近山地是北半球植物在第四纪冰期重要的避难所，同时也是冰期后植物重要的扩散来源地之一，分布着许多古老的孑遗植物类群^［

2-3，31］。椒叶梣通常分布于西喜马拉雅至阿富汗和巴基斯坦海拔1000 ~ 2800 m的山谷坡地，多呈片段化分布或零散分布，其斑块状的分布模式与乔松（Pinus wallichiana A. B. Jackson）、西藏长叶松（Pinus roxburghii Sarg.）等喜马拉雅山区特有的古老植物类群相似^{［参考文献 31

百度学术}31］，因此推测椒叶梣可能是椒叶梣组在喜马拉雅地区残存的孑遗物种，和该地区的古老类群一样在冰期进入青藏高原避难所，冰期后回迁到原本的生境形成残余分布^{［参考文献 33

百度学术}33］。

华中地区不仅是我国第三纪植物区系重要的冰期避难所之一，也是亚热带植物区系扩散以及分化的核心地区，使得水杉（Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng）、珙桐（Davidia involucrata Baill.）、银杏（Ginkgo biloba L.）等古老的濒危树种得以保存至今^［

34］。多数学者认为，区域生态环境的稳定性是形成特有种分布的一个重要前提条件^{［参考文献 31

百度学术}31］。对节白蜡的自然分布区位于亚热带常绿阔叶林北部地带，气候温暖湿润，受第四纪冰川的影响较小^{［参考文献 34

百度学术}34］，可能对对节白蜡在第四纪冰期的生存起到至关重要的作用。结合对节白蜡的分化时间和现今地理分布，推测该物种很可能是青藏高原快速隆起影响下的孑遗植物，中国湖北地区相对稳定的地质、气候等因素进一步促进了对节白蜡的分化与演替。

4 结论

本研究利用ITS和叶绿体基因组中psbA-trnH、rpl32-trnL和matK 等分子标记探讨了白蜡树属椒叶梣组的系统发育及谱系地理格局的成因，结果表明对节白蜡、椒叶梣和F. dimorpha在椒叶梣组中表现出明显的谱系分化，并且与欧梣组形成姐妹组，椒叶梣可能起源于F. dimorpha和欧梣组物种的杂交。椒叶梣组的分化时期在11.87~4.23 Ma之间，恰逢青藏高原的三次隆起，因而推测青藏高原的快速隆起是椒叶梣组物种地理格局形成的重要原因；第四纪全球气候变冷等因素进一步影响了椒叶梣组物种的分布；在地质事件和气候环境改变等因素的影响下，椒叶梣组逐渐形成了华中—西喜马拉雅—北非的间断分布模式。

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