種子植物是地球上最繁盛的植物類群，也是陸地生态系統中最重要的生産者。種子植物的不同類群在陸地的分布存在巨大差異，如菊科植物千裡光屬（Senecio）有些物種的分布區可達上千萬平方公裡，而中國西南山地一些特有的鳳仙花屬（Impatiens）物種隻限于不足一平方公裡的分布區。種子植物的分布為什麼存在如此巨大的變異？這是生物地理學研究的核心問題之一。種子是植物可移動的生活史階段，參與擴散、定植等制約分布的關鍵生态過程，種子的功能性狀與植物分布區有何關系值得深入探讨。
近期，中國科學院昆明植物研究所研究員李德铢團隊和研究員高連明團隊與加拿大阿爾伯塔大學教授何芳良、美國哥倫布州立大學教授Kevin S. Burgess合作，基于中國西南野生生物種質資源庫收集的122科501屬1426種植物種子功能性狀數據，補充了英國千年種子庫的部分種子功能性狀數據，結合公共數據庫獲取的植物分布信息和被子植物系統發育樹關系，借助最小二乘系統發育回歸、變異分解等分析方法探究了種子植物分布區大小與種子關鍵功能性狀、系統發育之間的關系。研究結果表明，種子植物的分布區大小存在顯著的系統發育信号；排除系統發育信号後，種子越小，植物分布區面積則越大；種子大小的變異性對植物分布具有一定的正效應，并且種子大小與種子傳播方式交互影響植物的分布。整體而言，系統發育、種子大小及其變異性、傳播方式共同解釋了46.82%的物種分布區變異。該研究對理解種子功能性狀和系統發育如何影響植物分布區大小提供了一個新案例。
相關研究成果以Seed traits and phylogeny explain plants’ geographic distribution為題發表在Biogeosciences上。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項（B類）、中科院國際夥伴計劃、國家自然科學基金項目和國家重大科學研究計劃項目的資助。
圖1 種子關鍵功能性狀對種子植物分布區大小的影響。
圖2 種子大小及其變異性、傳播方式和系統發育對植物分布區大小的變異分解。
來源：中國科學院昆明植物研究所
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