近日，中国科学院海洋研究所海洋牧场构建原理与工程技术团队首次报道海草中的隐存种，相关成果以“Uncovering the Nanozostera japonica species complex suggests cryptic speciation and underestimated seagrass diversity”为题，发表于植物学领域国际期刊New Phytologist。
作为沿海生态系统的基石物种，海草在全球生态系统中扮演着重要角色。然而其在全球范围内仅被记录约70个物种，极低的物种数量与其生态重要性形成了鲜明对比。研究团队通过大尺度采样与种群基因组学分析，首次发现并证实广泛分布于西北太平洋的海草—日本鳗草（Nanozostera japonica=Zostera japonica）内部存在隐存种。这一发现提示全球范围内的海草物种多样性可能被低估，随着海草种群基因组学研究的不断深入，未来可能在更多海草中发现隐存种，从而帮助解答海草物种多样性极低的谜题。
日本鳗草是目前全球少数能够纵跨温带与热带—亚热带沿海分布的海草物种。该种原本仅分布于西北太平洋，20世纪初通过牡蛎运输活动扩散至北美太平洋沿岸。前期，研究团队利用微卫星等传统分子标记方法系统评估了全球日本鳗草的种群遗传结构，发现所有种群在遗传上显著分化为南北两个分支（Zhang et al., 2024），因而推测其内部可能存在隐存种。
为验证这一假设，研究团队首先组装了我国南北方日本鳗草两个染色体水平的高质量参考基因组，并对西太平洋地区的17个地理种群进行了全基因组重测序。种群基因组学分析结果显示，南北两个遗传分支的分化时间约为4.16 Ma；相比之下，南方分支与欧洲姐妹种诺氏鳗草的分化时间更短，为2.67 Ma。此外，团队还利用创新的基因组数据分析方法，在南北分支的接触区发现了少量杂交个体，且这些个体的遗传状态仅表现为第一代杂交后代（F1）或三倍体，这一发现为生殖隔离的存在提供了有力证据。进一步比较基因组学分析揭示，两个遗传分支间存在一个长达42 Mb的染色体倒置，且倒置区在两个分支间固定为不同的纯合状态，可能是生殖隔离形成的重要机制之一。因此，当前定义的日本鳗草实际包含两个独立的物种。研究成果为海草分类与保护策略的制定提供了重要的科学依据。
中国科学院海洋研究所张晓梅副研究员、德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心于磊博士、中国科学院海洋研究所李玉龙副研究员为论文共同第一作者，中国科学院海洋研究所周毅研究员和德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心Thorsten B. H. Reusch教授为共同通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金项目、国家重点研发计划、国家科技基础性工作专项等项目资助。
论文信息：
Zhang Xiaomei#, Yu Lei#, Li Yu-Long#, Suonan Zhaxi, Komatsu Teruhisa, Qiu Guanglong, Xu Shaochun, Yue Shidong, Xu Min, Wang Feng, Zhang Yu, Lee Kun-Seop, Liu Jin-Xian, Zhou Yi*, Reusch B. H. Thorsten*. Uncovering the Nanozostera japonica species complex suggests cryptic speciation and underestimated seagrass diversity. New Phytologist, 2025, https://doi.org/10.1111/nph.70355
Zhang Xiaomei, Li Yu-Long, Kaldy E. James, Suonan Zhaxi, Xu Shaochun, Xu Min, Wang Feng, Komatsu Teruhisa, Lee Kun-Seop, Liu Jin-Xian*, Zhou Yi*. Population genetic patterns across the native and invasive range of a widely distributed seagrass: Phylogeographic structure, invasive history and conservation implications. Diversity and Distributions, 2024, 30(3): e13803. https://doi.org/10.1111/ddi.13803
