物種自然雜交現象在自然界中普遍存在, 并被認為在適宜條件下可以多地獨立發生. 2013年, 在云南元江采集的7種鐵線蕨屬植物中, 其中一種在形態上疑似臺灣產梅山鐵線蕨, 而該種被認為是以假鞭葉鐵線蕨為母本、半月形鐵線蕨為父本的自然雜交物種.
來自中國科學院上海辰山植物科學研究中心，上海師范大學登出的研究人員利用核DNA和葉綠體DNA序列鑒別了鐵線蕨屬AdiantumL. (鳳尾蕨科)新的隱性雜交種，由此提出中國可能存在大量的自然雜交種尚未發現, 并可以通過核DNA序列和葉綠體DNA序列進行準確鑒定。
自然雜交是指在自然條件下具有顯著不同可遺傳性狀的2個居群的個體之間的成功交配. 自然雜交在進化生物學研究中具有重要意義,特別是在分類與系統生物學、生殖隔離與物種形成機制及其基本的進化過程的研究方面尤為重要. 一般認為, 只要有嫌疑親本共同存在的分布區, 自然雜交就具有異地獨立發生的可能. 因此異域雜交物種形成被認為是自然界廣泛存在的現象, 如粵紫萁(Osmunda mildei)被
認為是華南紫萁(O. vachellii)和紫萁(O. japonica)的雜交物種, 后代不育, 但在中國的香港、廣 東、湖南、江西等多地獨立發生； 中日雙蓋蕨(Diplazium kidoi)原產日本, 是薄葉雙蓋蕨(D. pinfaense)和耳羽短腸蕨(D. wichurae)的雜交后代, 同樣在中國華中地區也有發現. 但這些異地發生的雜交事件往往僅依靠形態上的相似性, 并未進行進一步的細胞學或分子生物學的檢測.
2013年,這一研究組的研究人員在云南元江哀牢山發現了一個由鐵線蕨屬鞭葉系(AdiantumL. Ser. Caudata)物種混生的自然群落, 包括半月形鐵線蕨(Adiantum philippense)、假鞭葉鐵線蕨(A. malesianum)、鞭葉鐵線蕨(A. caudatum)、蒼山鐵線蕨(A. sinicum)、普通鐵線蕨(A. edgeworthii)、孟連鐵線蕨(A. menglianense)以及形似梅山鐵線蕨(A. meishanianum)的個體(Adiantum sp. Yan12410 & Yan12413, 以下稱云南元江產“梅山鐵線蕨”), 并在中國科學院的官方網站道(http://www.cas.cn/ky/kyjz/201306/t20130628_3888661. shtml).梅山鐵線蕨原產臺灣高雄梅山口, 被認為是以假鞭葉鐵線蕨為母本以半月形鐵線蕨為父本的雜
交物種.
通過對比研究人員發現, 云南元江產的“梅山鐵線蕨”與臺灣產的梅山鐵線蕨在形態上仍然有些細微的差別. 王凡紅等人通過葉綠體rbcL基因序列對云南勐臘產“梅山鐵線蕨”進行分析, 表明具與臺灣產梅山鐵線蕨rbcL基因序列完全一致, 可能是梅山鐵線蕨的異域雜交起源.
由于具有母系遺傳背景的葉綠體DNA不能反映父本的來源, 所以必須利用核DNA序列的遺傳信息對雜交物種進行準確的鑒定. 核DNA序列具有雙親遺傳的特性, 但是由于多倍化等原因, 很少在蕨類植物中被應用, 因此以前的研究多是基于等位酶技術. 隨著測序技術的興起和發展, 部分低拷貝核基因序列被篩選出來, 并已經被用于蕨類植物的系統學研究和雜種鑒定. 對于處于過渡形態的個體, 如果是雜交造成的, 那么應該可以通過直接測序的辦法在這些個體中發現來自雙親的等位基因.
研究人員采用細胞核遺傳的隱花色素基因2(Cryptochrome gene 2, CRY2)第3外顯子, 測序后檢測峰圖上的點突變雜合位點的疊加峰, 再通過分子克隆的辦法, 找出來源不同的單倍型, 由此推斷雜交種的親本.
在葉綠體DNA序列的研究中, rbcL, atpB, atpA為基因編碼區, 演化速率較慢, 在解決種間親緣關系時效果較差,因此研究人員增加了演化速率較快的非編碼DNA序列, 即trnL-F, rps4-trnS基因間隔區序列.
絕大多數植物中, 葉綠體DNA序列通過雌配子以母系遺傳的方式傳遞, 比較雜交個體及其可能親本的葉綠體DNA序列可以揭示其母本起源； 然而核DNA序列是雙親遺傳, 比較核DNA序列組成, 能夠找出其雙親起源.
這項研究嘗試用核DNA序列和葉綠體DNA序列共同去鑒別這些鐵線蕨屬植物及其親緣關系, 其主要目的在于探討: (1) 鐵線蕨屬的自然雜交種是否存在異地獨立起源事件? (2) 鐵線蕨屬自然雜交后代與親本之間的關系如何?
通過單拷貝核DNA序列CRY2 exon 3和葉綠體DNA序列rbcL, atpB, atpA, trnL-F, rps4-trnS對云南元江產梅山鐵線蕨存疑種進行研究, 結果顯示云南元江產梅山鐵線蕨存疑種為以蒼山鐵線蕨為母本和以孟連鐵線蕨為父本的自然雜交種, 由于形態上與臺灣產梅山鐵線蕨相似、父母本親緣關系上與梅山鐵線蕨的雙親近緣, 因而可稱為梅山鐵線蕨的隱性雜交種.
據此認為, 研究人員認為中國可能存在大量的自然雜交種尚未發現, 并可以通過核DNA序列和葉綠體DNA序列進行準確鑒定； 同時, 諸如鐵線蕨屬這樣的蕨類植物, 由于存在無性繁殖習性, 可以彌補有性生殖隔離帶來的適合度降低的缺陷, 增加雜交種在自然界中的存活機會, 是蕨類植物中自然雜交種普遍存在的重要原因.
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