近日，国家重点实验室森林药材研究团队在molecular phylogenetics and evolution（中科院1区，if=4.286）发表题为《out ofthe himalaya-hengduan mountains: phylogenomics, biogeography and diversification ofpolygonatummill. (asparagaceae) in the northern hemisphere》的研究论文。研究结果促进了人们对北半球间断分布植物多样性形成的理解，并为规范黄精属种质资源的使用和研发种质鉴定技术提供了理论支撑。
黄精属（polygonatum）隶属于天门冬科（asparagaceae）黄精族（polygonateae），包含64个物种，其中，黄精、多花黄精、滇黄精等根茎不含淀粉，富含非淀粉多糖、低聚糖、皂苷、黄酮等营养和功效成分，具有重要药用价值。该研究针对黄精属的起源和演化过程不清，人工栽培种质混乱、分类系统不完善等基础和应用问题，利用叶绿体基因组数据构建了黄精属可靠的系统发育框架，重建了该属的生物地理历史，揭示了地质构造变化和环境因素在物种分化和性状演化中的作用。
研究发现：（1）黄精属为单系类群，属内分为2个支系，分别对应轮叶组，（互叶组 黄精组）（图1a）；（2）黄精属在约20百万年前起源于横断山-喜马拉雅地区，中新世中期青藏高原隆升、全球气候变冷/干旱以及东亚冬季风的增强驱动该属发生多样化，随后东亚夏季风的增强以及全球气候变暖促进了该属物种向其他地区扩散（图1b）；（3）轮生叶序、乳白色花和短花被筒是黄精属的祖先性状。花被颜色的进化反映了物种对不同地区传粉者的适应，而横断山-喜马拉雅地区多样化的传粉者介导的选择可能促进了该地区特有种的形成（图2a, b, c）；（4）黄精属内的核型变化、染色体数目非整倍化和多倍化过程促进了黄精属物种的分化和适应性进化（图2d）。
图1基于78个叶绿体蛋白质编码基因构建的（a）黄精属的系统发育树，（b）分化时间及祖先分布区重建
图2祖先性状重建（a）叶序，（b）花被管长度，（c）花被颜色，（d）基本染色体数目
该研究受国家重点实验室开放基金资助（kf201906），由浙江大学植物系统进化与生物多样性研究室、国家重点实验室森林药材研究团队、中科院武汉植物园共同完成。浙江大学博士研究生夏茂芹为第一作者，国家重点实验室斯金平教授和武汉植物园邱英雄研究员为共同通讯作者。
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（国家重点实验室）
