全基因組復制（或古多倍化）在被子植物進(jìn)化歷史中普遍存在，但是古多倍化事件在‘生命之樹(shù)’上的具體分布及其對植物多樣性的影響仍不清楚。多倍體一般存在兩種形式，即同源多倍體和異源多倍體。同源多倍體是指同一個(gè)體內的基因組自我復制或同一個(gè)物種內不同個(gè)體間的雜交并導致基因組加倍，而異源多倍體是指不同物種間雜交并導致基因組加倍。相比同源多倍體，異源多倍體的基因組通常表現出更高的可變異性。因此，理論上異源多倍體可能具有更高的進(jìn)化潛力。近年來(lái)，多倍化對物種形成的影響受到了廣泛的關(guān)注，但以往的研究中很少有區分不同多倍體形式（即同源多倍體和異源多倍體）對物種形成的影響，尤其是異源多倍體是否可以促進(jìn)物種分化還缺乏科學(xué)的理論依據及證據支持。

苦苣苔科（Gesneriaceae）為唇形目的一個(gè)中等大科，包括150屬3700余種，廣泛分布于全球熱帶和亞熱帶地區。最近的分類(lèi)系統將苦苣苔科分為3個(gè)亞科，7個(gè)族及24個(gè)亞族，其中長(cháng)蒴苣苔亞族（Didymocarpinae）是該科中最大的亞族，占整個(gè)科約57%的物種多樣性。苦苣苔科植物大多數物種為狹域分布，專(zhuān)性生長(cháng)在石灰巖、丹霞山等不同的巖石基質(zhì)上，也有一些物種附生在樹(shù)上（圖1a-d）。另外，苦苣苔科植物還具有極其豐富的形態(tài)多樣性，尤其是其花形態(tài)高度特化，且十分艷麗（圖1e-k），許多種類(lèi)已成為新優(yōu)花卉，如常見(jiàn)的紫羅蘭、大巖桐等。因為其特殊的生態(tài)適應性和極其豐富的形態(tài)多樣性和物種多樣性，苦苣苔科是研究物種快速分化機制（包括多倍化及雜交）的理想類(lèi)群。基于已知的細胞學(xué)數據，可以推測苦苣苔科可能經(jīng)歷復雜的基因組進(jìn)化歷史，其染色體數目變異范圍極大，從2n=8至2n=144。但目前，對苦苣苔科基因組復制的進(jìn)化歷史研究仍十分缺乏。

中國科學(xué)院華南植物園康明研究團隊利用轉錄組數據重建了苦苣苔科137個(gè)物種（包括了5個(gè)族19個(gè)亞族）的系統發(fā)育關(guān)系（圖2），結果發(fā)現存在大量的葉綠體-核基因系統發(fā)育沖突和基因樹(shù)-物種樹(shù)沖突，進(jìn)一步分析發(fā)現不完全譜系分選和雜交是造成系統發(fā)育沖突的主要原因。在此基礎上，該研究團隊結合全基因組和轉錄組數據，并利用綜合的分析方法，揭示核心長(cháng)蒴苣苔亞族（包括長(cháng)蒴苣苔亞族中除漢克苣苔屬Henckelina、鉤序苣苔屬Microchirita及齒藥苣苔屬Codonoboea以外的所有屬）經(jīng)歷了一次特有的全基因組復制事件，并進(jìn)一步證實(shí)該基因組復制事件是異源多倍化的結果（圖3和4），這一結果表明核心長(cháng)蒴苣苔亞族是異源多倍體起源。結合分化時(shí)間及物種形成速率分析，發(fā)現核心長(cháng)蒴苣苔亞族在經(jīng)歷異源多倍化事件后其物種分化速率增加，說(shuō)明異源多倍化可能促進(jìn)了該類(lèi)群的快速物種分化（圖5）。

相關(guān)研究成果近期在線(xiàn)發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Systematic Biology（《系統生物學(xué)》）上。華南植物園楊麗華助理研究員為論文第一作者，康明研究員為論文通訊作者。該研究得了到中國科學(xué)院先導B、國家自然科學(xué)基金青年基金和華南植物園青年人才專(zhuān)項的支持。論文：https://doi.org/10.1093/sysbio/syad029