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　　十字花科（Brassicaceae或Cruciferae）植物約有351屬3977種，是一個(gè)全球分布的自然類群，包括常見綠葉類蔬菜、油料作物油菜、園藝觀賞植物香雪球等。該科有模式植物擬南芥，也是被子植物全基因組序列數(shù)據(jù)發(fā)表最多的科之一，為研究全基因組加倍、環(huán)境適應(yīng)機(jī)制、基因功能進(jìn)化等重要生物學(xué)問題提供了不可多得的機(jī)會(huì)。十字花科的分類學(xué)研究歷史悠久，近年來(lái)的分子系統(tǒng)學(xué)研究重新界定了十字花科族的劃分，并由較早系統(tǒng)的19個(gè)族逐步擴(kuò)增至劃分為52個(gè)族。由于十字花科復(fù)雜的進(jìn)化歷史，且已有研究取樣代表不足，核心十字花科的主要分支間以及族間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系仍然存在不少問題。 

　　中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物多樣性與基因組學(xué)團(tuán)隊(duì)李德銖研究組依托中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)，選取核心十字花科31族71屬199種以及4個(gè)未劃分至族的屬進(jìn)行全面分析，以該科基部類群巖芥菜族中的三個(gè)代表種為外類群，共囊括222個(gè)葉綠體基因組數(shù)據(jù)以及235個(gè)核糖體（nr）DNA（其中106個(gè)葉綠體基因組數(shù)據(jù)以及112個(gè)nrDNA數(shù)據(jù)為該研究中新獲?。Ｔ诨?/span>nrDNA序列進(jìn)行的系統(tǒng)發(fā)育分析中，將核心十字花科劃分為4個(gè)分支，即clades a–d（圖1）。該研究還基于葉綠體全基因組數(shù)據(jù)以及蛋白編碼基因構(gòu)建了兩種矩陣，移除比對(duì)存疑的區(qū)域或去除替換飽和的基因后，利用貝葉斯法以及最大似然法重建了核心十字花科的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。研究結(jié)果支持將核心十字花科劃分為三個(gè)高支持率的分支：Lineage Ⅰ（LI），Lineage II（LII）和Lineage Ⅲ（LⅢ），其中LⅠ與LⅡ + LⅢ構(gòu)成姐妹群（圖2和3）。該研究將備受爭(zhēng)議的LⅡ分支解析為單系分支，闡明了一些難以解析的深度分支的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，確定雙盾薺族為該分支最早分化的類群，巖薺族與高河菜族+含生薺族互為姐妹類群（圖3）。LⅢ分支與基于nrDNA序列研究劃分的clade d分支表現(xiàn)出高度的一致性，兩組數(shù)據(jù)集的分析結(jié)果都支持離子芥族、花旗桿族以及鳥頭薺族為并系類群。此外，該研究綜合比較核質(zhì)之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，還發(fā)現(xiàn)了大量的沖突節(jié)點(diǎn)，進(jìn)一步證實(shí)了十字花科經(jīng)歷了復(fù)雜的進(jìn)化歷史，為十字花科的起源與進(jìn)化歷史提供了研究基礎(chǔ)。另一方面，該研究還發(fā)現(xiàn)葉綠體編碼基因rps16的丟失可能是南芥族和庭芥族的共衍征（圖2）。 

　　研究成果以“Resolving robust phylogenetic relationships of core Brassicaceae using genome skimming data”為題在線發(fā)表于國(guó)際植物系統(tǒng)與進(jìn)化領(lǐng)域重要期刊Journal of Systematics and Evolution（https://doi.org/10.1111/jse.12666）。該研究團(tuán)隊(duì)劉良敏碩士為論文的第一作者，李德銖研究員為論文的通訊作者。該研究由中國(guó)科學(xué)院B類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDB31010000）資助完成，整個(gè)研究過程得到了國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)采集、保藏、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析平臺(tái)的大力支持。 

　　文章鏈接 

圖1 核心十字花科基于nrDNA序列構(gòu)建的貝葉斯樹，右側(cè)為得到支持的a – d分支 

圖2 基于葉綠體77個(gè)串聯(lián)編碼基因構(gòu)建的最大似然法樹揭示核心十字花科3大分支 

圖3 核心十字花科基于葉綠體77個(gè)串聯(lián)編碼基因構(gòu)建的最大似然法樹以及其它相關(guān)研究對(duì)十字花科主要分支劃分比較圖（族級(jí)水平）