昆明植物所構建馬先蒿屬植物的分子系統發育框架

　　馬先蒿屬（Pedicularis Linn.）隸屬于列當科，是北溫帶大屬之一，包括約600余種，其中中國有360余種。喜馬拉雅-橫斷山是該屬的分布和多樣化中心之一。馬先蒿屬花部形態特征極其多樣化，屬下系統劃分和形態分類非常困難。依據形態性狀建立的馬先蒿屬分類系統，包括李惠林系統（1948-1949）和鐘補求系統（1955-1961），因所強調的關鍵性狀不同，屬下次級區分系統存在較大沖突。近年來，馬先蒿屬的分子系統學已有一些報道，但因取樣局限，尤其是缺乏喜馬拉雅-橫斷山區特有的關鍵類群，致使馬先蒿屬的整體分子系統發育框架尚不清晰。

　　中國科學院昆明植物研究所研究員王紅、李徳銖帶領的研究團隊，與美國芝加哥菲爾德自然歷史博物館和英國愛丁堡皇家植物園合作，經過10多年的積累，先后收集了國內外馬先蒿屬257個種的337份樣品，代表了《中國植物志》和“Flora of China”所采納的鐘補求系統中全部13個群，以及130個系中的104個系（占80%），以及中國記錄365種的237種（占64.4%），選取核糖體ITS和葉綠體matK、rbcL和trnL-F四個序列，重建了以喜馬拉雅－橫斷山馬先蒿屬為主的世界馬先蒿分子系統發育框架。

　　研究結果強烈支持馬先蒿屬為單系，屬內獲得了13個強烈支持的分支。總體而言，分子系統框架中的13個分支與鐘補求系統劃分的次級區分系統存在較大沖突，13個群只有斗葉群和多裂葉群2個是單系（占全部群的15.4%），取樣2種以上的56個系只有19系為單系（占33.9%）。其中，絕大多數輪生（對生）葉類群形成一個大分支；輪生葉的斗葉群的姐妹類群是5種互生葉類群；喜馬拉雅-橫斷山區特有互生葉類群形成多個單系分支，廣布的互生葉類群與歐洲、北美洲和日本類群形成了3個分支。形態性狀的演化分析表明，互生葉序應為祖征，并向輪生（對生）葉序發生了多次演化；花部性狀（花冠管長度、有齒型花冠和有喙型花冠）也發生過多次平行演化。

　　研究結果支持葉序和莖葉形態性狀作為建立馬先蒿屬屬下次級區分系統的主要依據，結合地理分布信息和花冠形態性狀，才能較為完整和客觀地反映世界馬先蒿屬的系統發育歷史。喜馬拉雅-橫斷山區物種多樣化可能由地理隔離所造成，特有的長管類馬先蒿植物是典型代表。同時，傳粉者選擇壓力和繁殖適應促進了有喙型花冠和無喙型獨立演化。該研究結合了分子系統學和廣義形態學證據進行全面分析，為全球馬先蒿屬系統發育框架的建立，深入開展該屬的分類學、生物地理學和進化生物學等相關研究奠定了堅實基礎。

　　該成果以Towards a comprehensive phylogeny of the large temperate genus Pedicularis (Orobanchaceae), with an emphasis on species from the Himalaya-Hengduan Mountains 為題發表于國際植物生物學期刊BMC Plant Biology。郁文彬和劉珉璐為共同第一作者。

　　研究得到了國家重大科學研究計劃項目（2014CB954100）、國家自然科學基金面上項目（31470323, 31200185，30970201，30570115）、國家自然科學基金委重大國際合作項目（31320103919）以及中國科學院西部之光項目（Y2227111W1）的支持。