華南植物園對豆科“反向重復區缺失類群”系統發育及紫藤族跨大洲演化研究獲得進展
在豆科蝶形花亞科內，某些類群的葉綠體基因組缺失一個反向重復區，它們被稱為“反向重復區缺失類群”(IRLC, inverted repeat-lacking clade)。IRLC大約涵蓋4族、48屬、4000余種，其中包括被子植物最大的屬——黃耆屬(Astragalus, ~2500種)、模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)，以及眾多的蔬菜、雜糧、飼料、藥材作物，如豌豆、蠶豆、兵豆、鷹嘴豆、苜蓿、甘草等。早先的研究因缺乏樣品、序列數據不足等原因，IRLC的族間和大支間的系統關系不甚明了，本研究采用葉綠體基因組和部分核基因序列進行建樹，重新界定了黃耆族(Astragaleae)、錦雞兒族(Caraganeae)與雀兒豆族(Chesneyeae)。本研究認為錦雞兒族為雜交漸滲(introgression)起源，其葉綠體基因組與核基因組分別來自不同的親本類群，山羊豆族(Galegeae)的甘草亞族(Glycyrrhizinae)亦見此現象。
紫藤族(Wisterieae)隸屬于IRLC，為熱帶/亞熱帶木質藤本植物。該族為亞洲-大洋洲-北美洲間斷分布類群，包含了廣泛栽培的園林植物紫藤屬(Wisteria)、南藥牛大力(Nanhaia speciosa)、觀賞花卉耀花豆(Sarcodum scandens)等。本研究結合分子系統發育和形態學證據，從該族雞血藤屬(Callerya)中分離出一新屬——毛雞血藤屬(Villosocallerya)(圖1)。生物地理學分析(圖2)發現紫藤族起源于晚始新世的中國南部與中南半島，其中紫藤屬在中中新世通過白令陸橋遷移至溫帶北美洲，而澳洲雞血藤屬(Austrocallerya)通過位于馬來群島的華萊士區(Wallacea)遷移至大洋洲。在隨后的更新世，藤蘿(Wisteria brachybotrys)、多花紫藤(Wisteria floribunda)以及日本夏藤(Wisteriopsis japonica)通過東海陸橋到達日本南部。
該研究是在中科院華南植物園植物科學研究中心陳紅鋒研究員與美國Smithsonian Institution文軍(Jun Wen)研究員的指導下，由段磊博士與知名豆科專家Jamie Compton教授(雷丁大學退休)等人共同完成。該研究得到了國家自然科學基金面上項目和廣東省科技計劃項目等課題的資助。相關研究結果已于近期發表在學術期刊Molecular Phylogenetics and Evolution （《分子系統發育與進化》）。文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1055790321001688
圖1. 毛雞血藤的花，果和葉背。（攝影：朱鑫鑫、周卓）
圖2. 紫藤族的時空演化。左(樹)：分化時間分析；右(樹)：祖先分布區重建；左上(花)：耀花豆的花；左下(曲線圖)：第三紀全球氣溫變化；右下(地圖)：紫藤族的分布區及遷移路線。
