有花植物類群生活史與形態特征展現出豐富的多樣性，而理解表型多樣性或差異性如何在地質時間尺度上形成和演化，是進化生物學的核心目標之一。盡管已有研究聚焦被子植物物種多樣化的宏觀模式，探討植物類群性狀差異的時間動態規律，但性狀差異的驅動過程及其與基因組演化的關聯性仍存在認知空白。
前期有研究認為形態多樣性與物種多樣化存在關聯，但多項研究不支持這一推論。植物創新性狀的產生可能與基因組加倍事件導致的基因復制相關，且新性狀演化常發生在基因組沖突顯著的系統發育節點。這表明，通過性狀與基因組數據的聯合分析，有望揭示性狀演化的可能機制。因此，有必要對性狀演化、基因組變化及多樣化過程進行整合分析，以探討三者間的內在聯系。
殼斗目是溫帶與亞熱帶森林的重要組成成分，其中較多物種是建群種和優勢種。殼斗目擁有豐富的化石，是將化石證據整合到植物進化研究的模式系統。該類群兼具高的物種多樣性與性狀多樣性，但其演化的驅動機制尚不明確。
近日，中國科學院昆明植物研究所伊廷雙團隊與李德銖團隊，聯合美國密歇根大學Stephen A. Smith團隊，整合多種證據揭示了殼斗目性狀多樣化“早期爆發”的模式，發現性狀演化常與基因復制相關，而物種多樣化與性狀多樣化和基因組進化無直接相關性。
該研究利用殼斗目156個物種（新測序149個）的轉錄組數據和232個物種（包含52個滅絕物種）的性狀數據，構建了一棵包含化石種的殼斗目植物系統發育樹，進一步明確殼斗目系統發育框架，解析了樺木科、胡桃科、殼斗科內部此前存在爭議的親緣關系。研究發現，殼斗目起源于早白堊紀，干群年齡約1.085億年，冠群年齡約1.05億年；現存7個科的冠群分化均發生于白堊紀。研究顯示，胡桃科共有一個全基因組加倍事件，以及12個殼斗目的基因加倍節點。樺木亞科、胡桃亞科的屬間關系存在基因樹沖突，殼斗科櫟亞科系統發育中沖突顯著。性狀演化結果表明，早新生代時期殼斗目形態空間與現在相近，符合性狀分化的“早期爆發”模式，且表型進化與基因復制事件相關，與基因沖突不相關。物種多樣化與性狀和基因組進化模式不相關，檢測到的5個物種多樣化速率變化顯著節點與基因重復或性狀創新無直接關聯，表明植物多樣性在地質時間尺度上演化的多維性。
相關研究成果在線發表在《植物學報（英文版）》（Journal of Integrative Plant Biology）上。研究工作得到國家自然科學基金、科技基礎資源調查專項、云南省相關項目的支持。