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植物所在种子植物进化关系研究中获进展

现存种子植物包括苏铁类、银杏类、松柏类、倪藤类和被子植物五大支系,其中前四支为裸子植物。虽然裸子植物的物种数不及被子植物的0.4%,但约占世界森林面积的40%,具有极大的生态和经济价值。近几十年来,裸子植物四大支系间的进化关系以及裸子植物与被子植物的关系一直存在很大争议。其中,倪藤类的系统位置是争论的焦点,涉及到“生花学说”等多个重要学说。但是,由于裸子植物的基因组十分庞大,开展全基因组比较分析仍十分困难。中国科学院植物研究所汪小全研究组多年来在裸子植物的亲缘关系、物种形成和生物地理学等方面开展了长期、系统的研究工作,在Mol Biol Evol、Mol Ecol、New Phytol、Mol Phylogenet Evol、J Biogeogr 等国际主流刊物上发表了系列研究成果。

近期,为了彻底揭示种子植物的深层进化关系,汪小全研究组对裸子植物所有13个科进行了转录组测序,结合被子植物主要支系的基因组数据,采用系统发育基因组学方法,利用获得的1308个直系同源基因完全重建了种子植物五大支系间的进化关系,并探讨了种子植物进化关系重建中冲突产生的原因。多种分析的结果高度一致,倪藤类是松科植物的姐妹群(倪藤-松假说,Gnepine hypothesis)。同时,该研究还发现倪藤类与被子植物的分子进化速率相似,远高于其它种子植物,表明倪藤类与被子植物可能经历了相同的选择压。该研究还表明,倪藤类与被子植物间发生了分子趋同或同塑进化,导致了以往研究中倪藤类系统位置的巨大争议。

该研究首次确立了种子植物的深层进化关系,为未来种子植物的形态和分子研究提供了进化框架。

上述研究成果于近日在线发表于英国皇家学会学报B(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences)上。汪小全研究组副研究员冉进华为论文第一作者,汪小全为通讯作者。该研究得到了中科院前沿科学重点研究计划项目、国家自然科学基金委和中科院青年创新促进会的支持。

植物所在种子植物进化关系研究中获进展

种子植物的进化关系

 
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