由英国皇家植物园邱园牵头联合27个国家的研究团队共同进行的被子植物生命之树构建大科学计划最近取得重要进展，相关成果以《系统发生基因组学与被子植物起源（Phylogenomics and the rise of the angiosperms）》为题，于今年4月24日在线发表于Nature主刊。我校首席教授陈士林院士为该论文共同作者，本草基因组学团队为参与该大科学国际合作团队中唯一的药用植物基因组研究团队。被子植物是植物界最高级、种类最多、分布最广、包含药用植物最多的植物类群，拥有超过二十五万个种，占据所有植物的一半以上，占所有药用植物的70%以上。达尔文认为进化在大尺度上是渐进的，是一个缓慢的长期过程，然而被子植物在早期经历了快速的辐射进化，其内部演化关系迟迟未被解决，这一问题被称为达尔文的“恼人之谜”。

该研究成功获取了被子植物9506个代表种的样本数据，其中约800个物种的DNA数据为首次成功解码。该研究基于核基因组的300余个基因，与主要基于质体基因组的被子植物系统发育框架APG IV（the Angiosperm Phylogeny Group）相比，虽然在标记的生物学特性（如大小、拷贝数、遗传方式、重组和进化速度等）上存在差异，但两个主要研究结果相当一致，支持目前接受的64个目中有58个和416个科中的406个为单系，并指出菊分支和蔷薇分支内的核质冲突较为明显（图一）。该研究对9506种开花植物的基因进行了测序，主要使用了来自世界各地收集到的标本材料和公共数据库资源。这几乎涵盖了所有已知的被子植物科，以及13400个记录属中的8000个。该研究搭建的“生命之树”证实了今天仍然存在的约80%的主要有花植物谱系是被子植物多样性早期繁荣的一部分，揭示了大约4000万年前可能是由当时全球气温下降引发的另一次多样性激增，帮助科学家识别新物种并评估哪些物种可能最容易受到气候变化的影响，还可以为寻找新药来源提供基础。

图一：该研究与APG IV 在目级水平上的对比

本草基因组学团队基于千种本草基因组计划等研究框架，已将本草基因组学研究策略广泛应用于多种药用植物基因组研究中，且在国际药用植物基因组研究中占据了重要位置。该研究反应了本草基因组学研究成果在植物科学领域最重要的国际大科学计划中的应用。 

  全文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07324-0

                                                                                                         （文、图/中医药创新研究院/交叉学科研究院  编辑/刘承云）