湖泊沉积植物古DNA的现代过程.pdf

植物生态学报 2022, 46 (7): 735-752 DOI: 10.17521/cjpe.2021.0386 Chinese Journal of Plant Ecology 湖泊沉积植物古DNA 的现代过程 1 1* 2,3 1 1 吴 铠 李 凯 贾伟瀚 廖梦娜 倪 健 1浙江师范大学化学与生命科学学院, 浙江金华 321004; 2Polar Terrestrial Environmental Systems Research Group, Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research, Potsdam 14473, Germany; 3Institute of Environmental Science and Geography, University of Potsdam, Potsdam 14476, Germany 摘 要 对植被历史变化过程的研究是理解现代植被组成、分布及其对全球变化响应的基础。近年来, 随着分子古生态学的 发展, 分析沉积介质中的陆生植物古DNA信号, 以研究植被及植物多样性演变的历史过程正在成为研究热点, 湖泊沉积植物 古DNA 已成为古植被和古生态学研究的成熟代用指标。然而与第四纪孢粉分析相比较, 湖泊沉积植物古DNA 的现代过程依 然不明确, 成为其进一步发展和应用的限制因素。基于此, 该文综述了湖泊沉积植物古DNA技术研究进展, 尝试阐明湖泊沉 积植物古DNA 的现代过程, 包括植物DNA 的来源、沉积和保存过程及其影响因素, 以及植物DNA与现代植被的关系等。已有 研究表明, 湖泊沉积植物古DNA主要来自湖泊周边或流域范围, 其丰度和组成除受到源植物生物量的影响外, 同样受到沉积 物的搬运和沉积过程中DNA 降解作用、土壤以及沉积物中颗粒的吸附过程和稀释作用等因素的影响。湖泊沉积物中植物DNA 的保存则主要受到微生物活动、湖水的化学性质( 电导率和pH值) 、湖泊深度、沉积物组成等一系列生物与非生物因素的共同 影响。湖泊沉积植物古DNA可以揭示其沉积时代的植物群落类型以及气候环境信息, 但目前并不能够用来定量重建古植被变 化过程。鉴于湖泊沉积植物古DNA现代过程的复杂性, 对研究结果的解释要格外小心。与孢粉分析相比, 湖泊沉积植物古 DNA研究仍处于起步阶段, 但随着分子生物技术的进步、实验设计的优化、物种条形码的扩充及参考数据库的完善等, 以 DNA宏条形码和宏基因组学为主要技术手段的植物古DNA技术, 必将推动我国植物古生态研究的进一步发展。 关键词 湖泊沉积; 植物古DNA; 埋藏学; 植被代表性; 古植被; 古生态学 吴铠, 李凯, 贾伟瀚, 廖梦娜, 倪健 (2022). 湖泊沉积植物古DNA 的现代过程. 植物生态学报, 46, 735-752. DOI: 10.17521/cjpe.2021.0386 Modern processes of lacustrine plant sedimentary ancient DNA 1 1* 2,3 1 1 WU Kai , LI Kai , JIA Wei