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新疆生地所在鹤虱属(紫草科)系统发育和多样化研究方面取得新进展
作者: 阿克苏站 更新时间: 2025-05-06

鹤虱属是紫草科孪果鹤虱族的主干属之一,世界范围内约有50到80种,物种多样性中心位于中亚的山地和干旱区。该属的界定主要依靠小坚果特征,但由于其性状变异多样,属的界限和属下分类至今仍存在不少争议。

中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生物资源保育团队特别研究助理刘丹辉基于广泛取样,利用叶绿体基因组和单拷贝核基因开展了鹤虱属的系统发育基因组学分析,并结合流式细胞学测定的倍性信息,探讨了驱动鹤虱属多样化的重要因素。

研究结果表明,当前界定的鹤虱属并不是单系,鹤虱属的Lappula mogoltavica与Pseudolappula有更近的亲缘关系,Rochelia drobovii和Lepechiniella的类群也嵌套在了鹤虱属的不同分支中。基因树与物种树之间的系统发育冲突在鹤虱属中是比较普遍的。基于溯祖模拟和MSCquartets的分析表明,不完全谱系分选并不是造成系统发育冲突的唯一因素。HyDe和ABBA-BABA分析检测到了强烈的基因流信号,考虑到基因流的存在,传统二叉分枝的系统树可能并不能揭示鹤虱属真正的系统发育关系。基于此,使用PhyloNet和单拷贝核基因开展了网状进化分析,结果表明鹤虱属内物种多样性最高的两个分支(Clade IV和Clade VII)中的类群均起源于杂交,并且鹤虱属内的四倍体起源于两次不同的杂交事件。

该研究揭示了鹤虱属复杂的系统发育关系,强烈暗示鹤虱属的界限和属下分类需要进行修订。系统发育冲突由不完全谱系分选和杂交共同造成,同时探究了鹤虱属多样性的重要成因,认为杂交和多倍化是鹤虱属多样化的重要驱动因素。

该研究成果以“Phylogenomics provides new insight into the phylogeny and diversification of Asian Lappula (Boraginaceae)”为题,在线发表于《Molecular Phylogenetics and Evolution》。中国科学院新疆生态与地理研究所特别研究助理刘丹辉为本文的第一作者,李文军研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、新疆维吾尔自治区自然科学基金、新疆维吾尔自治区“天池英才”和中国科学院战略生物资源计划项目的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ympev.2025.108361


图1:基于单拷贝核基因(左)和叶绿体基因组(右)重建的鹤虱属系统发育关系

图2:鹤虱属的系统发育冲突

图3:鹤虱属溯祖模拟和基因流信号的检测

图4:鹤虱属网状进化分析

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