全球科学家携手重建被子植物“生命之树”

被子植物，即有花植物，占据陆地植物种类的90%，其起源和早期快速演化问题被达尔文称为“恼人之谜”，也成为植物学、进化生物学和古生物学家持续关注的热点问题。

最近30多年来，科学家们尝试利用DNA序列重建了被子植物的生命之树，极大地改变了我们对被子植物进化历史的认识。

近期，英国皇家植物园邱园植物和菌物生命之树研究团队牵头组织的国际合作团队利用被子植物353个核基因探针捕获的数据，构建了迄今取样最完整的基于核基因数据的被子植物“生命之树”。

4月24日，这项研究在《自然》上发表。全球共27个国家138个研究机构或大学的279位研究人员参与了该项工作，包括来自中国科学院昆明植物研究所、华南植物园，中国医学科学院、成都中医药大学和西南林业大学的团队。

基于353个核基因的被子植物系统发育树。科研团队供图

其中，昆明植物研究所研究员李德铢带领的科研团队参与了部分研究材料的获取、实验以及文章修改成文等工作。

该研究涵盖了被子植物全部64目和416科，包含7923个属，属级水平取样达58%，为前期研究的15倍，同时利用200个化石校正点推算了被子植物的起源及早期演化历史。

科研人员介绍，这是一项解码馆藏标本DNA数据的前沿研究。该研究共获取了被子植物9506个代表种的样本，其中超过3400种的材料来自48个国家163个标本馆，其中大约800个种的DNA数据为首次获得。根据世界自然保护联盟的红色名录（IUCN），已测序的物种中有511个已濒临灭绝。

此外，该研究可以有效利用低质量的DNA，成功地对1829年在尼泊尔采集的球花福禄草标本进行测序并获得有效DNA序列。这些来自馆藏标本的数据对于探讨被子植物演化历史的关键节点至关重要。

同时，这项研究揭示被子植物主要支系经历了错综复杂的演化历史，为揭开达尔文“恼人之谜”迈出关键一步。在获得被子植物稳定拓扑结构的基础上，研究人员利用200个化石标定点，推算了该类群的起源及演化历史，发现被子植物经历了两次主要的多样化事件，第一次是在中生代起源（约1.4-2.7亿年前）后不久，此时超过80%的目已经存在，第二次是在新生代（大约4000万年前）并与全球气温下降的时间相吻合。

科研人员表示，正如人们可以根据元素周期表来预测元素的性质一样，物种在生命之树上的位置能让科学家更方便快捷的预测其相关属性，新的数据对于许多科学领域将有很大的潜在利用价值。

研究团队呼吁加强国际合作，并将免费释放相关的数据，期盼这些数据能够得到各国科学家的充分利用。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07324-0