科研進(jìn)展
西北高原所在廣義莧科系統發(fā)育研究中取得新進(jìn)展
廣義莧科（Amaranthaceae s.l.）隸屬于石竹目（Caryophyllales），包含傳統藜科（traditional Chenopodiaceae）和狹義莧科（Amaranthaceae s.s.），涵蓋170余屬2000多種植物。該科植物具有重要的經(jīng)濟和生態(tài)價(jià)值，如藜麥（Chenopodium quinoa）、菠菜（Spinacia oleracea）和甜菜（Beta vulgaris）等作物為人類(lèi)提供了豐富的營(yíng)養和蛋白質(zhì)來(lái)源。此外，許多物種在干旱和鹽堿環(huán)境中表現出極強的適應性，成為耐鹽作物研究的重要對象。然而，廣義莧科在系統分類(lèi)和進(jìn)化關(guān)系上仍存在諸多問(wèn)題。由于物種間形態(tài)相似性和不完全譜系分選（ILS）事件，傳統藜科與狹義莧科的系統發(fā)育關(guān)系尚未完全解析，特別是甜菜亞科（Betoideae）的分類(lèi)地位仍存爭議導致傳統藜科成為非單系類(lèi)群，因此APG Ⅳ系統將其與狹義莧科合并成為廣義莧科，藜科的命名被廢除。鑒于廣義莧科在當前系統學(xué)研究中存在多種問(wèn)題，亟需利用可靠的分子標記重建其系統發(fā)育關(guān)系。
中國科學(xué)院西北高原生物研究所青藏高原植物適應與進(jìn)化研究團隊綜合利用質(zhì)體基因組和全長(cháng)ITS序列，重建了廣義莧科的系統發(fā)育關(guān)系。通過(guò)質(zhì)體基因組結構和序列比對分析，發(fā)現濱藜屬（Atriplex）和藜屬（Chenopodium）存在一段長(cháng)約5200 bp的反向互補區域。適應性進(jìn)化分析揭示了8個(gè)基因受到顯著(zhù)的正選擇作用，這些基因可能在廣義莧科的進(jìn)化中起到了驅動(dòng)作用。系統發(fā)育結果表明，傳統藜科為單系類(lèi)群，建議恢復其至科級分類(lèi)學(xué)水平。對于廣義莧科的科級以下分類(lèi)群，例如藜屬、鹽生草屬（Halogeton）以及豬毛菜亞族（Subtr. Salsolinae）為并系類(lèi)群，建議通過(guò)建立更多的分類(lèi)群或將藜族（Chenopodieae）和濱藜族（Atripliceae）合并來(lái)解決分類(lèi)問(wèn)題。核質(zhì)沖突及不完全譜系分選是導致廣義莧科基因樹(shù)系統發(fā)育不一致的主要原因。本研究為廣義莧科的系統發(fā)育關(guān)系提供了新的見(jiàn)解，并指出后續仍需采取多種數據集完善廣義莧科的分類(lèi)修訂。
研究結果以“An updated phylogeny and adaptive evolution within Amaranthaceae s.l. inferred from multiple phylogenomic datasets”為題，于2024年7月14日在Ecology and Evolution（中國科學(xué)院二區）發(fā)表。西北高原所博士研究生徐浩為第一作者，西北高原所張發(fā)起研究員為通訊作者。該工作得到了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目（STEP）、中國科學(xué)院A類(lèi)戰略性先導科技專(zhuān)項、中國科學(xué)院-青海省三江源國家公園聯(lián)合研究專(zhuān)項等項目資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ece3.70013
廣義莧科系統發(fā)育關(guān)系及其不一致示意圖
