国科大博士生导师陈红峰团队与合作者在豆科“反向重复区缺失类群”系统发育及紫藤族跨大洲演化方面取得进展

  • 华南植物园 (中国科学院华南植物园)
  • 创建于 2021-09-02
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  在豆科蝶形花亚科内,某些类群的叶绿体基因组缺失一个反向重复区,它们被称为“反向重复区缺失类群”(IRLC, inverted repeat-lacking clade)。IRLC大约涵盖4族、48属、4000余种,其中包括被子植物最大的属——黄耆属(Astragalus, ~2500种)、模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula),以及众多的蔬菜、杂粮、饲料、药材作物,如豌豆、蚕豆、兵豆、鹰嘴豆、苜蓿、甘草等。早先的研究因缺乏样品、序列数据不足等原因,IRLC的族间和大支间的系统关系不甚明了,本研究采用叶绿体基因组和部分核基因序列进行建树,重新界定了黄耆族(Astragaleae)、锦鸡儿族(Caraganeae)与雀儿豆族(Chesneyeae)。本研究认为锦鸡儿族为杂交渐渗(introgression)起源,其叶绿体基因组与核基因组分别来自不同的亲本类群,山羊豆族(Galegeae)的甘草亚族(Glycyrrhizinae)亦见此现象。

  紫藤族(Wisterieae)隶属于IRLC,为热带/亚热带木质藤本植物。该族为亚洲-大洋洲-北美洲间断分布类群,包含了广泛栽培的园林植物紫藤属(Wisteria)、南药牛大力(Nanhaia speciosa)、观赏花卉耀花豆(Sarcodum scandens)等。本研究结合分子系统发育和形态学证据,从该族鸡血藤属(Callerya)中分离出一新属——毛鸡血藤属(Villosocallerya)(图1)。生物地理学分析(图2)发现紫藤族起源于晚始新世的中国南部与中南半岛,其中紫藤属在中中新世通过白令陆桥迁移至温带北美洲,而澳洲鸡血藤属(Austrocallerya)通过位于马来群岛的华莱士区(Wallacea)迁移至大洋洲。在随后的更新世,藤萝(Wisteria brachybotrys)、多花紫藤(Wisteria floribunda)以及日本夏藤(Wisteriopsis japonica)通过东海陆桥到达日本南部。

  该研究是在中国科学院大学博士生导师陈红锋研究员与美国Smithsonian Institution文军(Jun Wen)研究员的指导下,由中国科学院大学硕士生导师段磊博士与知名豆科专家Jamie Compton教授(雷丁大学退休)等人共同完成。本研究得到了国家自然科学基金面上项目(32070229)和广东省科技计划项目(2019B121202006)等课题的资助,研究结果近期发表在期刊Molecular Phylogenetics and Evolution (中科院升级版一区),全文链接为:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1055790321001688。

图1. 毛鸡血藤的花(左上;朱鑫鑫 摄),果(左下;周卓 摄)和叶背(右;周卓 摄)

图2. 紫藤族的时空演化。左(树):分化时间分析;右(树):祖先分布区重建;左上(花):耀花豆的花;左下(曲线图):第三纪全球气温变化;右下(地图):紫藤族的分布区及迁移路线

责任编辑:高塬