被子植物的崛起重塑了生態(tài)系統(tǒng)格局，其起源和早期快速演化問題被達爾文稱為“惱人之謎”，是植物學皇冠上的璀璨明珠。為解開這一謎題，中科院昆明植物研究所進行國際合作協同攻關，開展了迄今為止科級水平最廣泛取樣的被子植物系統(tǒng)發(fā)育基因組學研究，并取得重要進展。研究成果6日在國際植物學期刊《自然·植物》上在線發(fā)表。
達爾文以后的140年間，被子植物的起源與早期演化一直是植物學、古生物學和進化生物學研究中的熱點問題。近10年來，通過分化鐘估算的被子植物起源時間大多指向侏羅紀甚至三疊紀，但古生物學公認的被子植物冠群最早的化石僅發(fā)現于早白堊紀，這一問題仍然懸而未決。
昆明植物研究所李德銖研究員帶領的研究團隊依托國家重大科技基礎設施“中國西南野生生物種質資源庫”，通過跨越五大洲的國際合作和協同攻關，選擇被子植物全部64個目，涵蓋85％現存科的2351個代表種，以裸子植物163種作為外類群，利用2881個質體基因組的80個基因，重建了被子植物高分辨率的質體基因組系統(tǒng)發(fā)育樹，估算了被子植物科級以上主要分支的分化時間。
研究表明，被子植物起源于三疊紀晚期的瑞替期，明顯早于確切的被子植物冠群最早化石年齡，并據此首次提出了被子植物化石記錄與分子鐘推算時間之間的“侏羅紀空缺”。此外，核心被子植物五大分支，即金粟蘭目、木蘭類、單子葉植物、金魚藻目和真雙子葉植物之間的關系仍然沒有完全解析，暗示在被子植物早期分化階段可能發(fā)生了輻射分化，或許發(fā)生了一定規(guī)模的滅絕事件，由此產生了令人困惑的“達爾文之謎”。自三疊紀晚期到晚白堊紀，被子植物的興起、分化并逐漸取代裸子植物在陸表植物中占據主導地位，極大地影響了昆蟲、兩棲動物、哺乳動物、蕨類植物，以及許多其它生物類群的多樣化進程。
發(fā)表于1998年的被子植物系統(tǒng)發(fā)育研究組系統(tǒng)是概要樹，而此項新研究建立了被子植物基于質體基因組超級矩陣大數據和全面取樣的真實樹，它確認了被子植物八大主干支和22個分支的系統(tǒng)框架，有望全面更新舊有系統(tǒng)，它在科級水平上，揭示了41個科不同的系統(tǒng)位置，解決了10個科尚待解決的系統(tǒng)位置問題。（記者趙漢斌）
(責編：郝孟佳、熊旭)
