昆明植物所在超高多样化类群的系统演化方面取得重要进展
快速辐射类群因其在年轻的生物多样性热点地区的进化、适应和环境变迁研究中的潜在价值而备受关注，同时也是解决生命之树问题的最大挑战之一。紫堇属Corydalis 是罂粟科中超高多样化的属（约530种），主要分布于北温带，以青藏高原-横断山区为主要辐射分化中心。长期以来，关于紫堇属的系统发育研究往往基于个别叶绿体基因片段和少数类群取样，未能很好解决本属内的组间系统发育关系，且所提出的亚属级和组级分类系统一直存在争议。此外，紫堇属多数物种具有重要的药用价值和观赏价值，对该属植物分类、分子系统学等研究为有效保护及合理开发利用属内优质种质资源提供科学依据。
近日，JIPB在线发表了中国科学院昆明植物所孙航研究团队题为An updated classification for the hyper-diverse genus Corydalis (Papaveraceae: Fumarioideae) based on phylogenomic and morphological evidence的研究论文。该研究对紫堇属首次进行全球广泛取样并测序，获得280个代表类群的叶绿体基因组序列和271个代表类群的低拷贝核基因数据集，涵盖紫堇属当前已定义的所有组和“系”。基于质体基因组和核基因两套数据，研究构建了紫堇属迄今最全面和最稳固的系统发育树，探讨了属下拓扑结构的核质不一致情况，阐明了属内的组间系统关系，结果表明过去界定的42个组和5个独立的“系”中，仅25个组和1个“系”为单系，且多为物种数较少的组。祖先性状重建分析表明生活型、是否具主根、是否具短囊状距和果实类型相关的性状较为稳定，可用于属下分类鉴定。基于组级水平的完整系统发育关系，结合形态学证据、地理分布和祖先特征的重建，研究人员提出了一个全新的紫堇属组级分类系统，包括4个亚属（1个新亚属被建立）、39 个组，并对各组异名进行了全面梳理。其中，16 个组的范围被重新界定，恢复了1个组，新建立了6个组。该研究是以扎实野外考察和标本查阅为基础，结合多组学数据以及形态-地理-性状等多维证据对紫堇属进行了全面地系统发育分析，重新认知了属内系统关系，极大提高了我们对该属性状进化的理解，为紫堇属深入的分类学、多样性进化以及资源利用和保护等研究奠定了坚实基础。
昆明植物所陈俊通博士、黄先寒博士和乌普萨拉大学Lidén教授为论文共同第一作者，邓涛研究员和孙航研究员为共同通讯作者，昆明植物所张良副研究员、博士生张信坚、硕士匡田辉以及康奈尔大学Landis博士和华中师范大学王东教授也参与了该项研究工作。研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究、中科院战略性先导科技专项A类和国家自然科学基金重点项目等支持。
孙航研究团队长期关注泛第三极植物多样性起源、演变和进化适应机制研究，以宏观生物学研究为基础，以植物类群的起源发生和分布格局形成为核心，以物种多样性演化和适应机制为切入点，多学科交叉，宏微观结合，探讨高山植物多样性在时间和空间上的进化过程和生存机制及其在全球植物多样性形成演变中的作用，也为探讨泛第三极环境演变提供生物学证据。如提出东亚植物区系形成新观点（Chen et al., 2018），同时聚焦紫堇属、风毛菊属、葱属等超高多样化类群开展了从系统发育（Yusupov et al., 2022等）、地理格局形成（Zhang et al., 2020, 2021等）到伪装色彩进化（Niu et al., 2021等）以及适应性进化基因组机理（Chen et al., 2019; Zhang et al., 2023等）全链条系统研究。
图1 基于叶绿体基因组65个联合CDS得到的紫堇属新分类系统中所有39个组的系统发育关系（最大似然树）。
A-D对应了新分类系统的4个亚属；物种名后边的数字和图片中的数字（1-39）对应了新分类系统的39组；39张紫堇属花部照片对应了新分类系统的39组。
Figure 1 Phylogenetic relationships (Maximum likelihood) of all 39 sections in the new classification of Corydalis based on the combined 65 plastome CDS.
A-D corresponds to four subgenera of the new classification system; the number after the species name and the number in the image (1-39) correspond to 39 sections in the new classification system; flowers of Corydalis correspond to 39 sections of the new classification system.