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科研進展
昆明植物所李德銖研究組在蕁麻科性狀演化研究中取得新進展 文章來源:東亞植物多樣性與生物地理學重點實驗室 | 發(fā)布時間:2015-11-09 | 作者:吳增源 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關閉】 蕁麻科(Urticaceae)是一個全球分布的大科,也一直是分類學上較為困難的類群。該科植物的形態(tài)特征復雜多樣,并且很多重要的分類性狀(如花、果實、托葉、苞片等)的形態(tài)極其微小,需要借助放大鏡、解剖鏡等設備才能鑒別。此外,該科蕁麻族(Urticeae)植物大多數(shù)植株都被刺毛,給采集和鑒定都帶來了很大困難。因此,該科自1789年成立以來,科下族間、屬間的系統(tǒng)關系一直存在爭議,缺乏一個可靠的分類系統(tǒng)。 中國科學院昆明植物研究所李德銖研究組近年來對蕁麻科進行了較為系統(tǒng)深入的研究。在構建該科迄今最完整的系統(tǒng)發(fā)育框架的基礎上(Wu et al. 2013. Molecular Phylogenetics and Evolution 69: 814-827),最近又在該科形態(tài)性狀演化中取得新進展。該組吳增源博士在大量查閱存放于英國自然歷史博物館(BM)、英國皇家邱園標本館(K)、英國愛丁堡皇家植物園標本館(E)、中國科學院植物研究所植物標本館(PE)和中國科學院昆明植物研究所標本館(KUN)的館藏蕁麻科標本基礎上,基于研究組前期構建的系統(tǒng)發(fā)育框架以及祖先形態(tài)性狀重建理論,選取了蕁麻科19個關鍵形態(tài)性狀,運用最大簡約法(MP)和最大似然法(ML)分別對其進行了祖先形態(tài)性狀重建及演化趨勢分析。結果發(fā)現(xiàn),16個性狀發(fā)生了多次逆轉(zhuǎn)和平行演化,其中10個性狀分別存在大于8次的改變,3個性狀的改變在28-40次之間。研究還分別為蕁麻科科下四大主要分支找到了共衍征,進一步支持了此前該科科下應劃分為四個亞科的觀點。同時,該研究還挖掘出一些小的分支和屬的多個形態(tài)學共衍征,并且表明苧麻屬(Boehmeria)、霧水葛屬(Pouzolzia)等非單系屬則需要進一步加大取樣對其進行更加全面深入的分析。另外,研究結果還表明,蕁麻科在某一地質(zhì)歷史時期可能伴隨著生境或植被類型的變化發(fā)生過快速的適應性演化。該研究為基于系統(tǒng)發(fā)育進行的形態(tài)性狀演化研究來評估形態(tài)性狀在系統(tǒng)分類學中的價值提供了一個新的例證。 研究結果以 “Ancestral state reconstruction reveals rampant homoplasy of diagnostic morphological characters in Urticaceae, conflicting with current classification schemes”為題于2015年11月3日發(fā)表于Plos One上。文章鏈接為http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0141821. 該項目得到了國家自然科學基金重點項目 (40830209),國家重點基礎研究發(fā)展計劃 (2014CB954100),科技部科技基礎性工作專項項目(2013FY112600)和“2012年國家建設高水平大學公派研究生項目”的資助。 圖1 蕁麻科形態(tài)性狀多樣性 圖2 基于最大簡約法構建的蕁麻科15個形態(tài)性狀的演化趨勢
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