【中国科学报】植物所描述全球杜鹃花属进化史
刺毛杜鹃 夏小梅摄
近日，中科院植物研究所研究员汪小全团队与合作者通过进化生物学和生态学等多学科方法的整合分析，揭示了全球杜鹃花属植物的时空进化历史和辐射进化机制。相关研究成果发表于《分子生物学与进化》。
辐射进化或进化辐射是一种广泛发生的物种快速多样化模式，但生物和环境因子如何共同驱动进化辐射在特定区域的发生仍是未解之谜。杜鹃花属是北半球最大的木本植物属，也是典型的辐射进化类群，包含上千个物种。
研究人员对代表杜鹃花属所有亚属、组和几乎所有多物种亚组的200个物种进行了取样，通过转录组测序获得了3437个直系同源核基因，并利用这些基因的串联和溯祖分析，构建了该属首个高分辨率的进化树，且重建的亚属和组间亲缘关系得到了38个母系遗传叶绿体基因联合分析的支持。
他们发现，杜鹃花属植物于早古新世起源于北方高纬度地区，然后南迁至亚热带高山，并跨越赤道到马来群岛等地区，且在中新世南迁至喜马拉雅—横断山区和马来群岛时发生了辐射分化，导致主要分布于这些地区的常绿杜鹃组和类越橘杜鹃花组物种形成速率大幅提升。
该研究还发现，决定该属全球物种丰富度式样的两个主要生态因子是海拔和年降雨量，造山运动导致的地形异质性与亚洲季风增强导致的年降水量增加，共同驱动了该属在喜马拉雅—横断山区和马来群岛的辐射分化，地理区域间不均衡的物种多样化导致东亚的物种多样性显著高于其他地区。
研究人员又对杜鹃花属植物的叶片比叶面积、叶片含氮量等7个性状进行了测定和分析，发现叶片功能性状的适应性进一步促进了该属的辐射进化。
相关论文信息：https://doi.org/10.1093/molbev/msab314
（原载于《中国科学报》 2021-11-09 第4版 综合）
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