水生植物是中國植物多樣性構成和濕地生態系統中的重要類群。水生植物的分布區通常比較廣泛,許多物種同時分布于中國的西北和北方的溫帶地區以及西南的云貴高原,其中一些物種在青藏高原也有分布。由于同域分布,這些物種間的雜交現象非常普遍,其中眼子菜科(Potamogetonaceae)的物種較為典型。
武漢植物園杜智淵助理研究員在王青鋒研究員的指導下,對中國分布的篦齒眼子菜屬物種進行了譜系地理學研究。結果表明廣泛分布于中國北方、西北和西南地區的篦齒眼子菜(Stuckenia pectinata)具有三種純合基因型和三種雜合基因型,由于頻繁的基因流,核基因型和葉綠體單倍型均沒有形成明顯的地理結構。祖先地理重建表明篦齒眼子菜最古老的單倍型僅分布在西北地區,而后向北方和西南地區擴散。與之相反,僅分布于青藏高原地區的絲葉眼子菜(S. filiformis),由于唐古拉山和念青唐古拉山的地理隔離阻礙了基因流,因此形成了青藏高原東部和南部兩個不同的譜系地理群體。分化時間分析表明這兩個譜系的分化開始于上新世,與青藏高原的抬升和高山冰川的形成有著密切的關系。這兩個近緣物種在青藏高原的東北部邊緣地區形成了雜交帶。此外,它們的雜交后代在青藏高原的南部和云貴高原的西北部也有分布。由于這兩個物種均是耐寒物種,生態位模型分析發現在第四紀冰期時這兩個物種在中國都沒有發生劇烈的分布區收縮,冰期后也沒有發生快速的區域性擴張。該研究揭示了水生植物近緣物種在譜系地理格局和演化歷史上的差異及其原因,研究結果在線發表于Scientific Reports 。
絲葉眼子菜的葉綠體單倍型在中國的分布