裸子植物可能存在一次共有的多倍化事件

記者7月20日從中國科學院昆明植物研究所獲悉，該所伊廷雙和李德銖團隊與多個國外研究團隊合作，在裸子植物物種多樣化和表型進化研究取得重要進展。國際植物學頂級期刊《自然·植物》近日在線發表了這一研究成果。

“確定生命之樹中物種多樣性和表型差異產生的主要內部和外部驅動力，是進化生物學研究的主要挑戰之一。”李德銖研究員介紹，對于綠色植物，全基因組復制亦即多倍化，是重要的進化驅動力，但此前人們仍不清楚全基因組復制是否能與響應氣候變化，以及新生態機遇的適應性輻射演化等進化過程一起塑造宏觀進化模式。現存的裸子植物支系明顯經歷了古輻射演化、大量滅絕事件、超常的形態停滯和近期多樣化等復雜歷史，但裸子植物進化主要階段的相關性和原因在很大程度上仍不清楚。

依托中國西南野生生物種質資源庫，中國科學院昆明植物研究所伊廷雙和李德銖團隊與美國密西根大學、佛羅里達大學，以及賓夕法尼亞州立大學的研究團隊合作，開展了裸子植物多樣性宏進化模式的研究。合作團隊整合新測序的轉錄組數據和多類型數據，檢驗了裸子植物基因和基因組復制等與表型創新、物種多樣化和氣候生態位的關系。

研究發現，伴隨著現存裸子植物主要支系的起源，發生了全基因組復制和基因組大小變化，裸子植物可能存在一次共有的多倍化事件。此外，該研究顯示了基因復制峰與表型創新峰共發生，第一次在宏觀尺度上證明了基因復制和表型創新的直接關系。

研究還發現，自被子植物崛起以來，裸子植物大多數多樣化變化與全基因組復制事件不相關，而與裸子植物加快占領較干冷氣候環境相關。這表明生態機遇特別是晚新生代的生態機遇，以及生境異質性驅動了現存裸子植物物種多樣性的復興。此項研究深刻理解了裸子植物多樣性和表型進化的過程，對探討植物微觀和宏觀進化的主要驅動力具有廣泛而深刻的啟示意義。(記者趙漢斌)