大屬植物占全球有花植物物種總數(shù)的25%以上，在全球植物多樣性中舉足輕重。然而，對大屬的分類學(xué)研究，尤其是全球尺度的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他屬。這類植物數(shù)量龐大，分布廣泛，多呈洲際間斷，并頻繁發(fā)生輻射演化，加之屬下分類可用性狀少，導(dǎo)致解析大屬在全球尺度的系統(tǒng)發(fā)育，構(gòu)建完整的分類系統(tǒng)難度很大，被學(xué)界視為分類學(xué)領(lǐng)域的“黑洞”，相關(guān)研究長期停滯不前。

蒿屬是菊科的一個大屬，有500多種植物，主要分布在北溫帶，具有重要的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)價值。然而，經(jīng)過一百多年的努力，至今仍缺乏一個穩(wěn)健的全球系統(tǒng)發(fā)育框架與完整的分類系統(tǒng)，這明顯制約了我們對蒿屬植物的深入理解與有效利用。

為破解這一難題，國家植物園（南園）科研團(tuán)隊聯(lián)合世界多國植物學(xué)家，廣泛采集與觀察全球蒿屬植物，展開系統(tǒng)研究。經(jīng)過多年不懈探索，團(tuán)隊構(gòu)建起迄今為止物種覆蓋范圍最廣的蒿屬植物系統(tǒng)發(fā)育框架，同時首次在全球尺度解析了20個形態(tài)性狀的演化規(guī)律，評估了其分類價值，并據(jù)此提出了一個全球蒿屬植物分類新系統(tǒng)。

全球蒿屬植物系統(tǒng)發(fā)育和分類框架

該系統(tǒng)將蒿屬劃分為8個亞屬、24個組，使全屬99.6%（502/ 505）的物種有了細(xì)致的分類假說。該系統(tǒng)將龐大的蒿屬拆解為多個便于在有限時間內(nèi)完成分類研究的單元，并界定了各單元的形態(tài)特征，為難以開展分子實驗的研究者提供了可靠框架。此項工作為從全球視角理解蒿屬植物的演化與生態(tài)適應(yīng)機(jī)制及開發(fā)利用蒿屬植物資源，奠定了堅實的分類學(xué)基礎(chǔ)。

該研究不僅為破解大屬分類難題提供了重要范例，更揭示了一種新的研究路徑：通過深入挖掘新性狀、積極采用新技術(shù)、持續(xù)推進(jìn)全球合作，植物分類學(xué)者有能力解決大屬分類中長期懸而未決的難題，并大幅縮短研究周期，從而為分類學(xué)的發(fā)展注入新活力。

該成果近日在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊Nature Communications上。國家植物園（南園）特別研究助理焦伯晗為論文第一作者，高天剛副研究員為通訊作者，國家植物園（南園）、華南國家植物園、中山植物園以及來自法國、西班牙、比利時、日本和俄羅斯的植物學(xué)家參與了合作研究。研究團(tuán)隊將同步推出多語種的第二版蒿屬植物系統(tǒng)發(fā)育與分類圖解 (APT II)，方便全球研究者和開發(fā)者使用。這是繼2023年完成APT I后，團(tuán)隊推進(jìn)世界蒿屬植物專著研究的又一階段性成果。目前，APT III項目已經(jīng)啟動。研究得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、國家植物標(biāo)本資源庫和中國科學(xué)院生物分類學(xué)科學(xué)家崗位基金的資助。

編輯 | 韓藝

審核 | 梁鵬鴻