昆明植物所揭示亚洲醉鱼草属植物系统发育与网状进化历史
玄参科（Scrophulariaceae）醉鱼草属（Buddleja L.）植物在世界范围内约有90种，主要分布于非洲、亚洲及南北美洲。亚洲醉鱼草属植物共27种，为一单系，中国-喜马拉雅植物亚区则是亚洲醉鱼草属植物的核心分布区，也是世界醉鱼草属植物的四个多样性中心之一。该类群不仅拥有较高的园艺观赏价值（如大叶醉鱼草、大花醉鱼草、互叶醉鱼草等）和药食用价值（如：醉鱼草、密蒙花、喉药醉鱼草等），也不乏一些珍稀濒危物种，如极小种群野生植物腺叶醉鱼草和无柄醉鱼草等（图二）。该类群种间和种内倍性变化丰富（2n = 2x – 24x）、种间杂交频繁、物种界定具有争议。对亚洲醉鱼草属植物开展系统学研究不仅有助于更好的利用和保护这个类群，还有助于了解生物多样性热点地区多倍体植物的物种形成和演化历史。
图一 亚洲醉鱼草属植物：1. 大花醉鱼草Buddleja colvilei；2. 无柄醉鱼草B. sessilifolia；3. 滇川醉鱼草B. forrestii；4. 大序醉鱼草B. macrostachya；5. 金沙江醉鱼草B. nivea；6. 酒药花醉鱼草B. myriantha；7. 密香醉鱼草B. candida；8. 巴东醉鱼草B. albiflora； 9. 紫花醉鱼草B. fallowiana；10. 大叶醉鱼草B. davidii；11. 互叶醉鱼草B. alternifolia；12. 泽当醉鱼草B. tsetangensis；13. 金丝峡醉鱼草B. jinsixiaensis；14. 莸叶醉鱼草B. caryopteridifolia；15. 皱叶醉鱼草B. crispa；16. 台湾醉鱼草B. curviflora；17. 日本醉鱼草B. japonica；18. 醉鱼草B. lindleyana；19. 醉鱼草B. lindleyana (GJ68)；20. 云南醉鱼草B. yunnanensis；21. 亚头状醉鱼草B. subcapitata；22. 密蒙花B. officinalis；23. 喉药醉鱼草B. paniculata；24. 腺叶醉鱼草B. delavayi；25. 小序醉鱼草B. microstachya；26. B. sp. 1；27. 短序醉鱼草B. brachystachya；28. 白背枫B. asiatica；29. 白背枫（异名：亚齿状醉鱼草）B. asiatica = B. subserrata；30. 不丹醉鱼草B. bhutanica。
近日，中国科学院昆明植物研究所科研人员与华盛顿大学Richard Olmstead展开合作，对亚洲醉鱼草属植物进行了全面的取样和物种倍性信息测定，同时利用浅层测序数据，对亚洲醉鱼草属植物每个样品进行了叶绿体全基因组组装、nrDNA序列构建、低拷贝核基因构建以及单核苷酸多态性（SNP）的挖掘。本研究通过核质冲突、基因树不一致、贝叶斯聚类等分析方法结合物种倍性信息，推测了亚洲醉鱼草属植物复杂的的网状演化历史（图一）。同时利用大量低拷贝核基因（low-copy nuclear gene）为亚洲醉鱼草属植物推断出一个稳健的物种树，从而厘清了该分支属下分类关系，纠正了一些早期的物种界定错误，并发现了多个被错误归并的隐存种。叶绿体分化时间表明，亚洲醉鱼草的多样化发生于8–10Ma和0–3Ma，分别对应了横断山脉的最后一次隆升和第四纪气候震荡。综上，该研究揭示多倍化和广泛的杂交现象加之地质运动和气候变化共同促进了亚洲醉鱼草的物种形成。
图二 亚洲醉鱼草属植物系统关系：（A）物种树与叶绿体树的冲突；（B）32个代表性个体最佳的Admixture聚类结果和（C）支持率最高的PhyloNet网状系统关系。
据悉，研究成果以Deciphering complex reticulate evolution of Asian Buddleja (Scrophulariaceae): insights into the taxonomy and speciation of polyploid taxa in the Sino- Himalayan region为题发表在植物学主流期刊Annals of Botany上。编辑给予评述：“A study that is a very good illustration of the benefits of a fully integrative analysis to depict a successful process of plant diversification through hybridization and polyploidy within a species complex.”中国科学院昆明植物研究所云南省极小种群野生植物综合保护重点实验室已毕业硕士研究生杨丰懋为论文的第一作者，葛佳博士为论文的共同第一作者兼通讯作者，孙卫邦研究员为共同通讯作者。研究得到云南省应用基础研究项目（202001AT070097），国家自然科学基金（32071653、30970192、31770240 及31400478）的资助。