东亚特别是喜马拉雅-横断山区是全球著名的生物多样性热点地区，开展该区域内物种分化和多样性分布格局形成模式的研究对于揭示该地区物种形成和多样性维持机制具有重要意义。随着分子测序技术和分子进化生物学的快速发展，基于基因组证据的研究发现由核基因与质体基因组构建的系统进化关系存在广泛的不一致性，另外不同的核基因之间也存在大量的系统进化冲突，引发国内外学者的广泛关注与激烈争论。开展东亚和喜马拉雅-横断山区植物物种形成模式以及与杂交进化的关系的研究对理解这一地区丰富的生物多样性的形成与维持机制具有重要意义。
近日，Journal of Systematics and Evolution（JSE）在线发表了吉首大学生物资源与环境科学学院孟盈研究团队题为“Target enrichment
data reveal rapid divergence with reticulate evolution of Maianthemum (Asparagaceae: Convallarioideae) in the Himalayan‐Hengduan Mountains
and eastern Asia”的研究论文（https:/doi.org
/10.1111/jse.13137）。该论文以鹿药属（Maianthemum）为研究对象，解析了草本植物在东亚的快速物种进化模式。鹿药属为多年生草本，隶属于天门冬科（Asparagaceae）铃兰亚科（Convallarioideae）。该属为北温带林下常见类群，东亚是其现代多样性分布区域，特别是喜马拉雅-横断山区是重要的物种分化中心。一直以来铃兰亚科内的系统发育关系重建比较困难，尤其是如鹿药属等一些分类历史复杂的小型草本类群。近年在利用通用基因片段构建的系统发育关系中，涉及鹿药属的深层次节点存在支持率低、内部分支顺序不确定等问题。因此该类群成为深入认识北温带草本植物进化模式的重要代表。
研究人员利用基于目标基因富集技术（Hyb-Seq）的基因组测序技术，获取鹿药属及近缘物种共35个类群的515个核基因和叶绿体全基因组序列来构建鹿药属的系统进化关系和网状演化模式。研究结果表明鹿药属分为与地理分布相吻合的三大支系群组，分别对应于新世界、喜马拉雅-横断山区和北温带地区。鹿药属在东亚与喜马拉雅-横断山区的类群存在广泛的系统进化冲突，经历了辐射式的多样性分化，可能主要是由于不完全谱系分选、杂交和基因渗透以及地理隔离等因素的综合影响所造成的。
图1. 基于504个核基因构建的鹿药属物种树（左），不完全谱系分选、基因流与系统估算误差对鹿药属内的系统关系不一致性的贡献率（右）
吉首大学生物资源与环境科学学院孟盈教授研究团队长期以来针对东亚和北半球的植物类群进行研究，取得了一系列研究成果。本研究以鹿药属为研究对象，揭示了东亚草本类群鹿药属的复杂进化模式和进化历史，为探讨生物多样性热点地区植物快速演化的分子遗传模式提供了全新线索，为理解传统植物分类学和分子进化的不一致提供更多的理论依据。
吉首大学已毕业的硕士研究生谢艳阳为论文的第一作者，吉首大学孟盈教授为通讯作者。吉首大学聂泽龙教授、张梦华讲师、研究生宋明洋、美国史密森研究院 Jun Wen研究员也参与了该项研究。该工作得到国家自然科学基金和湖南省自然科学基金等项目的资助。
责编：王率真
Journal of Systematics and Evolution (JSE)是以分类、系统发育和进化为核心内容，以描述和理解生物多样性为服务目标的多学科综合性国际学术期刊，主要发表系统与进化生物学领域的研究成果。JSE是中国科学院期刊分区表生物学大类1区期刊，中国科技期刊国际影响力提升计划项目（2013–2018）和中国科技期刊卓越行动计划项目（2019–2023、2024–2028）支持期刊。最新JCR影响因子3.4，排名60/265，位于Q1区。获第三届、第四届中国科协优秀科技论文奖。2023年连续第十二年荣获“中国最具国际影响力学术期刊”奖。
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