金花茶植物是对山茶科山茶属(Camellia)开黄花种类的总称,集中分布在广西西南部,种类丰富,特有性高,是珍贵的种质资源。当前,我国金花茶植物均处于受威胁状态,亟待获得有效保护。在最新版的《国家重点保护野生植物名录》(2021)中,已将金花茶组(sect. Chrysantha)所有种都列为国家二级保护植物。然而,金花茶植物分类一直存在争议,在物种水平就有高达16个分类群(包括裸名)的分类处理不一致,正确划分物种对我国金花茶植物的保护至关重要。
Journal of Systematics and Evolution(JSE)2023年第5期发表了广西师范大学唐绍清教授研究团队题为“Using phylogenomics to untangle the taxonomic incongruence of yellow‐flowered Camellia species (Theaceae) in China”的研究论文(https://doi.org/10.1111/jse.12915)。该研究以我国金花茶植物为研究对象,解析了金花茶植物系统发育关系,并结合分子和形态学证据提出了新的分类学建议。研究人员基于简化基因组(double-digest restriction site-associated DNA sequencing, ddRAD-seq)的43,319个SNPs以及转录组(RNA-seq)数据的192个单拷贝直系同源基因、叶绿体小单拷贝区(small single copy,SSC)序列构建金花茶植物的系统发育关系。两组核基因数据集获得了高度一致的种间关系,但与叶绿体基因系统发育关系存在分歧。在同域或邻域分布的物种之间检测到强烈的杂交信号,推测核质冲突的原因很可能是由杂交或渐渗事件引起的。有些类群可能是杂交起源,需要进一步研究。而两组核基因很好地解析了我国金花茶植物之间的亲缘关系,并与形态特征高度一致。研究结果强烈支持13种(不包括小黄花茶 Camellia luteoflora)1变种的分类学地位,并明确了过去具有分类学争议的7个种的物种地位。例如,研究表明曾被广泛认为是同一物种的国产金花茶Camellia nitidissima Chi与越南产Camellia petelotii (Merr.) Sealy亲缘关系很远,支持各为不同的物种。而一直没有被正式描述的武鸣金花茶Camellia wumingensis S. Y. Liang & C. R. Fu (nom. nud.) 在遗传上和形态上都支持为好种。综上所述,我国金花茶植物至少20种1变种。
图 1. 基于核SNPs和单拷贝核基因构建的我国金花茶植物系统发育树
广西师范大学唐绍清教授研究团队长期对我国金花茶植物进行研究,本研究建立在多年野外调查基础上,充分取样,结合系统发育基因组学和形态学证据澄清我国金花茶植物之间的关系,为金花茶植物的分类和保护提供科学依据,也为研究金花茶植物的起源和多样化机制提供基础。
广西师范大学教师韦素娟为论文的第一作者,唐绍清教授为通讯作者,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所刘演研究员也参与了该项研究。该工作得到国家自然科学基金、生态环境部南京生态环境科学研究所“山茶科金花茶组植物现状与保护成效调查和评估”项目资助。
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)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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