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植物分子譜系反推高原沙漠化或始于110萬年前

http://www.www.81fl.com 2016-06-20 來源：科學網作者：劉曉倩發表評論(0)

　　以往，氣候變化研究常通過黃土剖面、冰芯、飽粉等地學數據分析勾畫環境變化。12日，記者從中國科學院寒區旱區環境與工程研究所獲悉，該所甘肅省寒區旱區逆境生理生態重點實驗室馬小飛團隊首次從植物分子譜系地理角度，利用分子鐘測定一定的時間內，DNA突變的速度，回溯氣候變化對植物基因組的影響。揭示了青藏高原的沙漠化可能始于110萬年左右，早于先前的風塵記錄。為亞洲內陸干旱區沙漠化進程提供了首個植被分子數據。該成果5月23日發表在《科學報告》。

　　據介紹，沙米廣泛分布于我國北方干旱半干旱區流動沙丘，是第一個入侵到該區域的一年生先鋒植物，對氣候變化響應速度快，是很好的固沙植物。《本草綱目拾遺》中記載——“沙蓬米，凡沙地皆有之，鄂爾多斯所產尤多。枝葉叢生如蓬，米似胡麻而小。作為粥，滑膩可食；成為末，可充餅茶湯之需。”在甘肅武威、民勤等沙漠邊緣，常見沙米蹤跡，成熟的沙米呈黑褐色，扁圓形，直徑與小米類似，糖分更低，蛋白質、不飽和脂肪酸高，口感與芝麻類似。

　　從2013年開始，馬小飛團隊對沙米的現存分布區展開全面調查，采集了包括塔克拉瑪干沙漠、古爾班通古特沙漠、庫姆塔格沙漠、巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠、柴達木盆地等典型沙化土地區域的46個群體共188個沙米樣本，利用5個葉綠體基因片段和一個核基因片段的序列變異，構建了沙米的譜系結構，并成功模擬了其群體動態歷史和不同時期的分布區變化。

　　研究結果表明：大約在160萬年前，沙米起源于古爾班通古特沙漠，經過幾次冰期、亞洲內部干旱化加劇，沙米曾經3次大范圍遷徙“定居”，擴散至其他沙漠及沙地，形成現在的分布格局。與其他區域的種群相比，處于季風區的沙米有效群體的快速增長，印證了季風氣候能顯著驅動荒漠植物快速進化。分子譜系還揭示了青藏高原的沙漠化可能始于110萬年左右，早于先前的風塵記錄。在全球變暖背景下，沙米的潛在分布區將向亞洲高緯度區域擴張，青藏高原也存在沙漠化的巨大風險。

　　馬小飛表示，該研究不僅為理解沙漠生態系統對季風氣候的響應提供了新的分子數據支持和解析角度，還為選育應對全球氣候變暖的“未來作物”——沙米提供了生態適應性潛力和種質資源評估。目前，研究小組正在通過重離子輻照誘變、化學誘變等手段對沙米進行馴化，以培育適應沙地、黃土地種植的新型農作物。該研究項目受到中國科學院“百人計劃”項目及國家自然科學基金項目資助。

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編輯：lianqi

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