华南植物园对汉克苣苔属系统发育、杂交与多倍化历史研究获进展

自然杂交在植物中广泛存在。杂交通常伴随着染色体组加倍，即异源多倍化事件。杂交和多倍化都可以对植物的适应性进化及物种形成产生重要影响，一直以来是进化生物学领域的研究热点。近年来，系统发育基因组学的广范应用及快速发展为植物（尤其是一些快速分化的植物类群）的系统发育及进化历史研究提供了很好的机遇。

最新界定的汉克苣苔属（Henckelia）为苦苣苔科长蒴苣苔亚族的一个大属，约有70余种，主要分布在喜马拉雅山脉和横断山脉以及其周边区域，也有一部分物种延伸到了东南亚、印度南部及斯里兰卡（图1A）。我国有汉克苣苔属植物28种，为该属的重要分布区。已有的细胞学数据显示，汉克苣苔属内染色体数目变异十分复杂，包括2n=8, 18, 20, 22, 32, 34和54。复杂的染色体数目变异预示汉克苣苔属内可能经历了复杂的杂交和多倍化历史。但目前，尚未有相关研究对该类群开展系统发育及进化历史研究。

中国科学院华南植物园康明研究团队利用全基因组浅层测序和细胞学数据对分布在中国的26个汉克苣苔属物种及1个斯里兰卡的物种开展了系统发育及杂交历史研究。结果发现：1）分别基于绿叶体基因组和1968个单拷贝核基因都可以获得高支持率的系统发育树（图1B）；2）基于叶绿体基因组获得的系统发育关系与基于核基因获得的物种树间存在严重冲突（图2），且不同核基因树之间也存在大量的冲突；3）多种统计分析揭示不完全谱系分选及杂交都为产生上述系统发育冲突的重要原因，尤其是系统发育网络分析显示杂交在属内广泛存在（图3）；4）基于27个物种共45个群体的染色体计数并结合系统发育基因组分析结果显示汉克苣苔属内发生过多次独立的多倍化事件，且这些多倍化事件都发生在杂交事件之后，预示着这些多倍体物种可能都为异源多倍体。

该研究首次重建了中国汉克苣苔属物种的系统发育框架，揭示了该类群进化历史中存在广泛的杂交和多倍化事件，也证实了长圆叶汉克苣苔（H. oblongifolia）不是汉克苣苔属成员。相关研究成果已近期在线发表在Annals of Botany（《植物学年报》）上。华南植物园杨丽华助理研究员为论文第一作者，康明研究员为论文通讯作者。该研究得了到国家自然科学基金青年基金、中科院战略生物资源计划项目和华南植物园青年人才专项的支持。论文链接：https://doi.org/10.1093/aob/mcad047