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Plant Diversity | 陈又生研究团队重建了风毛菊属的属下分类系统

徐连升 生物多样性期刊之声 2024年11月08日 08:50 北京

风毛菊属（Saussurea DC.）是菊科中进化较快的大属之一，包含约520个物种，广布北半球的高山亚高山地带。该属植物形态多样且生境复杂（图1）。然而，由于其复杂的进化历史，至今仍缺乏一个能反映其真实进化关系的由分子系统学和形态学等多方面证据支持的属下分类系统（图2）。

图1 风毛菊属的多样性

图2 风毛菊属属下分类的变更

中国科学院华南植物园陈又生研究员所带领的植物多样性与系统分类研究课题组长期聚焦风毛菊属的系统、进化和分类学研究，近期基于杂交捕获所得的核基因数据、形态学数据和其他证据，重新构建了风毛菊属的属下分类系统。

此研究取样103个风毛菊属物种（涵盖该属的所有组）和4个近缘属的物种，首先基于核基因数据和叶绿体基因数据分别构建了系统发育树（图3），并展示了核基因树和叶绿体基因树的差异（核质冲突，cytoplasmic-nuclear discordance）；对核质冲突分析的结果显示，不完全谱系筛选（incomplete lineage sorting）和杂交（hybridization）都是导致核质冲突的原因，而杂交是导致核质冲突的更深层的原因（图4）；然后结合形态学和细胞学证据，进一步提出，基于核基因数据所构建的系统发育树更适合构建风毛菊属的属下分类系统。

图3 风毛菊属的系统发育分析

图4 风毛菊属的核质冲突分析

在基于核基因所构建的系统发育树上，风毛菊属由4个支系构成，但和之前的亚属相差较大，因此每个支系的鉴别特征需重新分析。该研究对18个形态性状状态进行了祖先性状重建（图5），选取了茎、苞叶、花序和苞片顶端等5个在属的演化过程中仅发生了一次转变的性状状态作为4个支系的鉴别特征。

图5 风毛菊属的祖先性状重建

基于系统发育树和所得的形态鉴别特征，该研究重新构建了风毛菊属的属下分类系统：保持了原有的四个亚属不变，但是对每个亚属所包含的组进行了重新修订（图6），修订后的风毛菊属包含4亚属，13组。

图6 风毛菊属的属下系统修订

上述成果以“New insights into the phylogeny and infrageneric taxonomy of Saussurea based on hybrid capture phylogenomics (Hyb-Seq)”在线发表于Plant Diversity（https://doi.org/10.1016/j.pld.2024.10.003）。中国科学院华南植物园助理研究员徐连升为论文第一作者，陈又生研究员为论文通讯作者。中国科学院华南植物园助理研究员宋柱秋，中国科学院大学研究生金梓超、杜思怡、廖姝媛等参加了该工作。该研究得到国家自然科学基金（No. 32200172）和广州市科技计划项目（No. 2023A04J0715）的支持。