近日，由深圳市仙湖植物园与西安植物园共同完成的木兰科植物系统发育研究《Plastid and nuclear phylogenomic incongruences and biogeographic implications of Magnolia s.l. (Magnoliaceae)》在2022年第一期植物分类学报《Journal of Systematics and Evolution》 登上了封面。

　　木兰科对被子植物早期分化的研究十分重要。木兰科现存约300多种，主要分布于亚洲东南部、北美东部至中部和南美洲。其花大而艳丽，气味清香，是优秀的园艺观赏树种；有些木兰科物种具有很高的药用价值，如辛夷的花部含有较高浓度的萜类化合物，厚朴的树皮中含有丰富的酚类化合物。然而，由于气候变化和森林砍伐导致的栖息地丧失和生境片段化，全球约48%的木兰科植物在野外受到威胁。由于其形态学性状的高度同质性和其缓慢的碱基替代速率，不同类群之间的关系一直没有定论，尤其是木兰亚科内的系统分类问题一直存在激烈争论。

图1：千姿百态的木兰科植物的花（王亚玲博士摄）

　　可靠的系统发育关系对于研究和利用木兰科植物资源十分重要。为了解决这个问题，研究团队从国内外采集了具有代表性的木兰科样本48份。基于此前项目组发表的望春玉兰的基因组数据，利用全基因组SNP数据和叶绿体基因组数据建立了可靠的木兰科系统发育关系。我们的研究结果发现了不同层次的广泛的核质冲突，研究表明玉兰组和木兰组内存在显著的杂交和基因渐渗事件，与这两个组内物种的倍性水平变化一致。

　　基于系统发育关系，我们重建了木兰科的生物地理结构，分析了其东亚-北美间断分布格局的成因。时间标定和生物地理重建表明，三个热带间断分布的时间发生在始新世中期气候变冷和/或始新世晚期气候急剧变冷期间，而两个温带间断发生则晚得多，可能是在中新世的温暖时期，从而支持木兰科可能起源于北热带植物区系的假说。

　　图2：木兰科植物系统发育关系：核质冲突（左）和时空格局（右）

　　深圳市仙湖植物园董珊珊博士和西安植物园王亚玲博士为论文共同第一作者。此项研究工作得到了深圳市城市管理和综合执法局科研项目和仙湖植物园重点科研基金等的支持。