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文山兜蘭（Paphiopedilum wenshanense）為中國特有的蘭科兜蘭屬原生種，屬國家一級重點(diǎn)保護(hù)野生植物。主要分布于云南,、廣西及貴州的紅河流域、南盤江及北盤江流域,。由于其花朵具有由粗至細(xì)的斑點(diǎn)，而花朵底色有濃黃,、米黃至米白色,，其形態(tài)介于巨瓣兜蘭（Paph. bellatulum）與同色兜蘭（Paph. concolor）之間，因此過去一直被認(rèn)為是天然雜交種,，曾以Paph. × conco-bellatulum一名流通于市場,。近年來,，研究團(tuán)隊(duì)在國家林業(yè)和草原局蘭科植物專項(xiàng)調(diào)查項(xiàng)目的支持下，對文山兜蘭的野外分布及居群狀況開展了廣泛的調(diào)查和研究,。研究人員選取了9個居群81個個體,，通過簡化基因組測序（Restriction-site Associated DNA sequencing, RAD-seq）的單核苷酸多態(tài)性（SNP）數(shù)據(jù)，結(jié)合近似貝葉斯計算（Approximate Bayesian Computation, ABC）種群遺傳結(jié)構(gòu)分析和環(huán)境關(guān)聯(lián)分析,，探討了文山兜蘭的物種分化和進(jìn)化機(jī)制,，進(jìn)一步驗(yàn)證其是否起源于雜交。運(yùn)用ABC模型測試三種假設(shè)：模型1：文山兜蘭與巨瓣兜蘭為姐妹種,；模型2：文山兜蘭與同色兜蘭為姐妹種,；模型3：文山兜蘭由巨瓣兜蘭和同色兜蘭雜交而成。結(jié)果顯示：模型1獲得最高的貝葉斯因子支持率,，而雜交起源模型（模型3）支持率最低,，據(jù)此推斷文山兜蘭并非由雜交種化形成，而是一個獨(dú)立演化形成的物種,。

圖1. ABC模型測試三種假設(shè)

通過譜系分支歧時間評估,、群體遺傳結(jié)構(gòu)分析、群體動態(tài)歷史模擬,，揭示了文山兜蘭更為復(fù)雜的進(jìn)化過程,。結(jié)果表明：文山兜蘭的中間花形特征并非來自雜交，而是源于距今2.65萬至1.9萬年前的末次冰盛期（Last Glacial Maximum, LGM）后,，從巨瓣兜蘭分化而出，之后再與同色兜蘭發(fā)生的基因滲入,。同時,，文山兜蘭的種群遺傳結(jié)構(gòu)明顯受到地理和氣候因素的影響，其中,，紅河流域南部地區(qū)的居群顯示出較強(qiáng)的與同色兜蘭的遺傳組分混合,。這種基因滲入與初夏的降水量高度相關(guān)，顯示出適應(yīng)性基因滲入在驅(qū)動文山兜蘭的種群分化中發(fā)揮了重要作用,。

圖2. （a） StrAuto中三個物種的遺傳結(jié)構(gòu),；（b）南部種群JSPT、JSGT和GJ穩(wěn)定的淡黃色花朵,；（c）物種（左）和居群（右）水平的主成分分析,；（d）文山兜蘭居群的NeighborNet圖。

研究不僅否定了文山兜蘭作為雜交種的假設(shè),，還提出其多樣性花形的進(jìn)化與適應(yīng)性基因滲入密切相關(guān),。雖然文山兜蘭的種群規(guī)模小且存在近交，其遺傳多樣性卻仍保持在較高水平,，這可能得益于基因滲入所帶來的生態(tài)適應(yīng)性增強(qiáng),。此外,，本研究強(qiáng)調(diào)了在物種保育中，理解中間型態(tài)的形成機(jī)制對于評估物種的進(jìn)化背景與適應(yīng)性具有重要意義,，這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步探討中間型形態(tài)特征的演化提供了新的框架與方向,。

總體來說，該研究解釋了文山兜蘭在地理與生態(tài)范圍內(nèi)的多樣性及適應(yīng)性,，并凸顯了基因滲入在植物演化過程中的關(guān)鍵角色,。在保育工作中，理解文山兜蘭的進(jìn)化背景與適應(yīng)策略有助于制定針對其棲息地和遺傳多樣性的有效保育策略,，特別需要重點(diǎn)關(guān)注基因滲入較強(qiáng)的紅河流域南部種群,。

相關(guān)研究成果以“Breaking the Hybrid Myth of Paphiopedilum wenshanense Double Bifurcated Divergence Followed by Adaptive Introgression Formed a Morphological Intermediate”為題于2024年12月17日在線發(fā)表于經(jīng)典生態(tài)學(xué)期刊MOLECULAR ECOLOGY （SCI, 4.5/Q1）。云南省林業(yè)和草原科學(xué)院蔣宏副研究員為第一作者,，臺灣大學(xué)李勇毅研究員,、臺灣師范大學(xué)廖培俊教授為共同通訊作者。該研究獲得了國家重要野生植物種質(zhì)資源庫（ZWGX202403）,、國家林業(yè)和草原局蘭科植物專項(xiàng)調(diào)查（2019073017）等項(xiàng)目的資助,。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.17613

供稿人：蔣宏