解开新几内亚乌蔹莓属(葡萄科)谜团:分类学与系统发育基因组学的新突破

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:Kew Bulletin 0.9

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  研究人员为解决新几内亚乌蔹莓属物种记录不一致等问题,开展分类和系统发育基因组学研究,发现新物种,明确保护状况,意义重大。

  新几内亚,这座世界上最大的热带岛屿,宛如一座神秘的植物王国,孕育着超过 13,000 种植物,其中 68% 都是独一无二的特有物种。在这片神奇的土地上,乌蔹莓属(Cayratia)植物静静生长,它们是葡萄科家族的重要成员,在热带和亚热带地区广泛分布,新几内亚也有 8 种本土乌蔹莓属植物,其中 3 种更是这里独有的 “珍宝”。
然而,乌蔹莓属的研究之路却布满荆棘。自该属首次被描述以来,经历了多次修订和重组,不同资料来源对其物种记录存在诸多不一致,这使得乌蔹莓属物种数量和分类界限变得模糊不清。不仅如此,乌蔹莓属在葡萄科系统发育树中的位置也一直备受争议,尤其是在该属被拆分之后,其系统发育关系更是迷雾重重。这些问题严重阻碍了对乌蔹莓属植物的深入了解和保护。

为了揭开乌蔹莓属的神秘面纱,来自英国皇家植物园邱园(Herbarium, Royal Botanic Gardens, Kew)、伦敦玛丽女王大学(Queen Mary University of London)等机构的研究人员 G. Flanagan、S. Bellot、R. Dee 和 A. Trias-Blasi 等开展了一项综合研究,相关成果发表在《Kew Bulletin》杂志上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是目标捕获测序(target capture sequencing),从 17 个标本中提取 DNA,利用 Angiosperms353 目标序列捕获试剂盒,对多达 353 个核基因进行测序;其次是生物信息学和系统发育分析,使用多种软件对测序数据进行处理和分析,构建系统发育树;此外,还通过对 86 份标本的形态学观察,结合标本信息和在线资源,评估物种的保护状况。

下面来看看具体的研究结果:

  • 系统发育分析:研究人员成功对 14 个标本进行测序,并结合欧洲核苷酸档案库中的 4 个序列构建了系统发育树。该树基于 194 个基因,结果显示,大部分物种形成了单系类群,且与叶形态相关。但也有例外,比如 C. mollissima 根据标本地理来源分为两个主要类群,新几内亚的类群与 C. acris、C. saponaria 和 C. grandifolia 关系更近,因此研究人员将新几内亚的类群描述为新物种 C. novaeguineaensis。此外,C. grandifolia 与 C. acris 的关系也得到重新评估,C. grandifolia 被重新确立,其异名 C. cardiophylla 被认为冗余。
  • 分类学分析:研究人员创建了新几内亚乌蔹莓属的检索表,详细描述了 8 个物种的特征,包括形态、分布、生境和保护状况等信息。所有物种的保护状况评估为 “无危(Least Concern)”,不过乌蔹莓属植物的主要保护威胁来自于不断扩张的伐木特许权。

研究结论和讨论部分具有重要意义。通过此次分类学和遗传学的综合审查,澄清了以往报告中的潜在错误。系统发育树表明,地理因素对标本的分组影响较小,主要分组依据是物种和叶形态,但 C. mollissima 的地理差异导致新物种的发现。同时,研究也证实了 C. grandifolia 与 C. acris 的遗传差异,支持了 C. grandifolia 的重新确立。此次研究将形态分类学和系统发育学相结合,实现了对新几内亚乌蔹莓属物种的准确分类,反映了标本形态特征和遗传组成的一致性,为后续研究乌蔹莓属植物的进化、生态和保护提供了坚实的基础。
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