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科研進(jìn)展

華南植物園發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)和形態(tài)學(xué)證據(jù)支持亞洲產(chǎn)崖豆藤屬劃分為3個(gè)屬

發(fā)布時(shí)間:2024-12-16 作者:scbg 來(lái)源:華南植物園

崖豆藤屬Millettia隸屬于豆科蝶形花亞科核心崖豆藤族(core Millettieae)。該屬是一個(gè)分類復(fù)雜的大屬,全世界約有150種,分布于亞洲和非洲。以往的研究已經(jīng)表明崖豆藤屬在形態(tài)上高度多樣,分子證據(jù)也證明該屬是高度多系。2005年,英國(guó)邱園出版的《世界豆類》被譽(yù)為豆科植物的百科全書,該專著明確指出崖豆藤屬的分類迫切需要大修(major revision)。

中國(guó)科學(xué)院華南植物園助理研究員宋柱秋與合作者,從2013年開始著手研究,基于大量的館藏標(biāo)本、野外調(diào)查和分子系統(tǒng)學(xué)研究,陸續(xù)獲得該屬在分類上的一些進(jìn)展,主要包括:(1)建立一個(gè)新屬——啟明豆屬Huchimingia(Song et al. 2022a. Phytotaxa 532: 37-56),僅5種,包括此前描述的1個(gè)喬木新種韋直啟明豆(Song et al. 2019. Nordic Journal of Botany 35: 404-410),以及1個(gè)中國(guó)新記錄種柄果啟明豆;(2)將部分種轉(zhuǎn)移或歸并至至魚藤屬Derris,如厚果崖豆藤、榼藤子崖豆藤、Millettia boniana等?(Song & Pan 2022. Phytotaxa 531: 230-248);(3)恢復(fù)白崖豆屬Imbraylx的屬級(jí)地位(Song 2021. Phytotaxa 525: 223-231),該屬隸屬于核心崖豆藤族的刀豆氨酸群(Canavanine group),區(qū)別于崖豆藤屬所在的非刀豆氨酸群(Non-canavanine group);(4)將無(wú)患子崖豆藤歸并至云南魚藤,并首次對(duì)此種的系統(tǒng)位置提出質(zhì)疑(Song et al. 2017a. Nordic Journal of Botany 35: 404-410),后來(lái)該種被其他研究者搶先發(fā)表為新屬——異齒豆屬Ohashia;(5)證明瀾滄崖豆藤是一個(gè)混雜的種,花標(biāo)本屬于草崖豆藤Cruddasia insignis,果標(biāo)本屬于球子雞血藤Callerya sphaerosperma,由于花標(biāo)本被指定為模式標(biāo)本,因此將該種歸并到草崖豆藤,由此報(bào)道草崖豆藤屬為中國(guó)新記錄屬(Song et al. 2021a. Phytotaxa 497: 29-38);(6)綜述了越南和印度產(chǎn)崖豆藤屬的現(xiàn)狀(Song et al. 2022b. Phytotaxa,571,169-185;Song 2023a. Phytotaxa 591: 55-63),澄清了該屬其他一些種級(jí)水平的分類問(wèn)題(Song et al. 2017b. Phytotaxa 32: 51-58;Song et al. 2021b. Phytotaxa 507: 183-190);(7)也對(duì)崖豆藤屬的近緣屬——短翅魚藤屬進(jìn)行了分類學(xué)研究(Song 2023b. Phytotaxa 484: 251-263)。但是已有的這些研究依然未能解決亞洲產(chǎn)崖豆藤屬多數(shù)種的歸屬問(wèn)題,該屬剩余的亞洲三個(gè)組也均不是單系類群,需要進(jìn)一步研究。

近期,基于第二代測(cè)序數(shù)據(jù)提取了完整的葉綠體基因組和2000余個(gè)單拷貝核基因,在核心崖豆藤族完整屬級(jí)取樣的情況下,解決了亞洲產(chǎn)崖豆藤屬的分類。該研究主要結(jié)果包括:(1)重新界定了核心崖豆藤族的范圍,正式將菜豆族擬大豆亞族的3個(gè)屬(Cruddasia,?OphrestiaPseudoeriosema)納入核心崖豆藤族的范圍,將核心崖豆藤族分為2群(刀豆氨酸群和非刀豆氨酸群)5個(gè)分支及14個(gè)亞支,總共包含29個(gè)屬約1000種;(2)亞洲產(chǎn)崖豆藤屬種類聚成3個(gè)高支持率的亞支,并得到形態(tài)證據(jù)的支持,因此這三個(gè)亞支被處理為三個(gè)屬,即水黃皮屬Pongamia(56種)、耳旗豆屬Otosema(3種)和狹義崖豆藤屬Millettia?s.str.(7種),并將干花豆屬Fordia和糠皮豆屬Ibatiria歸并到水黃皮屬,共建立了56個(gè)新組合和2個(gè)新名稱。(3)基于分化時(shí)間估計(jì),推測(cè)核心崖豆藤族的一個(gè)主要分支(clade VII)經(jīng)歷了早期的快速分化,該分支涉及崖豆藤族的三個(gè)長(zhǎng)期有分類爭(zhēng)議的中心屬,即廣義崖豆藤屬、廣義魚藤屬Derris?s.lato和廣義醉魚豆屬Lonchocarpus?s.lato。因此推測(cè)這種基于形態(tài)上的有爭(zhēng)議的分類處理,可能與快速分化導(dǎo)致的復(fù)雜的形態(tài)性狀演化有關(guān)。

相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國(guó)際知名期刊Molecular Phylogenies and Evolution(《分子系統(tǒng)發(fā)育與進(jìn)化》)上。華南植物園宋柱秋為第一作者,合作者包括華南植物園李世晉研究員,徐連升助理研究員,科研助理蔣凱文,復(fù)旦大學(xué)趙義勇博士,武漢植物園李湉博士,印度馬拉巴爾植物園和植物科學(xué)研究所A.P. Balan博士,以及法國(guó)國(guó)家自然歷史博物館M. Gaudeul博士。該研究得到了廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目的支持。論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S105579032400246X

圖1. 基于完整葉綠體基因組的核心崖豆藤族的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系

圖2. 基于2106個(gè)單拷貝核基因的核心崖豆藤族的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系

圖3. 核心崖豆藤族的分化時(shí)間估計(jì)





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