《Nature》發(fā)表被子植物生命之樹大科學成果
由英國皇家植物園邱園牽頭聯(lián)合27個國家的研究團隊共同進行的被子植物生命之樹構(gòu)建大科學計劃最近取得重要進展，相關(guān)成果以“系統(tǒng)發(fā)生基因組學與被子植物起源”（Phylogenomics and the rise of the angiosperms）為題，于2024年4月24日在線發(fā)表于Nature主刊。我院首席教授陳士林院士為該論文共同作者，本草基因組學團隊為參與該大科學國際合作團隊中唯一的藥用植物基因組研究團隊。被子植物是植物界最高級、種類最多、分布最廣、包含藥用植物最多的植物類群，擁有超過二十五萬個種，占據(jù)所有植物的一半以上，占所有藥用植物的百分之七十以上。達爾文認為進化在大尺度上是漸進的，是一個緩慢的長期過程；然而被子植物在早期經(jīng)歷了快速的輻射進化，其內(nèi)部演化關(guān)系遲遲未被解決，這一問題被稱為達爾文的“惱人之謎”。
該研究基于核基因組的三百余個基因，與主要基于質(zhì)體基因組的被子植物系統(tǒng)發(fā)育框架APG IV（the Angiosperm Phylogeny Group）相比，雖然在標記的生物學特性（如大小、拷貝數(shù)、遺傳方式、重組和進化速度等）上存在差異，但兩個主要研究結(jié)果相當一致，支持目前接受的64個目中有58個和416個科中的406個為單系，并指出菊分支和薔薇分支內(nèi)的核質(zhì)沖突較為明顯（圖一）。該研究對9506種開花植物的基因進行了測序，主要使用了來自世界各地收集到的標本材料和公共數(shù)據(jù)庫資源。這幾乎涵蓋了了所有已知的被子植物科，以及13400個記錄屬中的8000個。該研究搭建的“生命之樹”證實了今天仍然存在的約80%的主要有花植物譜系是被子植物多樣性早期繁榮的一部分，揭示了大約4000萬年前可能是由當時全球氣溫下降引發(fā)的另一次多樣性激增，幫助科學家識別新物種并評估哪些物種可能最容易受到氣候變化的影響，還可以幫助尋找具有新藥來源提供基礎(chǔ)。
本草基因組學團隊基于千種本草基因組計劃等研究框架，已將本草基因組學研究策略廣泛應(yīng)用于多種藥用植物基因組研究中，且在國際藥用植物基因組研究中占據(jù)了重要位置。該研究反應(yīng)了本草基因組學研究成果在植物科學領(lǐng)域最重要的國際大科學計劃中的應(yīng)用。
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