西北高原所在广义苋科系统发育研究中取得新进展

广义苋科（Amaranthaceae s.l.）隶属于石竹目（Caryophyllales），包含传统藜科（traditional Chenopodiaceae）和狭义苋科（Amaranthaceae s.s.），涵盖170余属2000多种植物。该科植物具有重要的经济和生态价值，如藜麦（Chenopodium quinoa）、菠菜（Spinacia oleracea）和甜菜（Beta vulgaris）等作物为人类提供了丰富的营养和蛋白质来源。此外，许多物种在干旱和盐碱环境中表现出极强的适应性，成为耐盐作物研究的重要对象。然而，广义苋科在系统分类和进化关系上仍存在诸多问题。由于物种间形态相似性和不完全谱系分选（ILS）事件，传统藜科与狭义苋科的系统发育关系尚未完全解析，特别是甜菜亚科（Betoideae）的分类地位仍存争议导致传统藜科成为非单系类群，因此APG Ⅳ系统将其与狭义苋科合并成为广义苋科，藜科的命名被废除。鉴于广义苋科在当前系统学研究中存在多种问题，亟需利用可靠的分子标记重建其系统发育关系。

中国科学院西北高原生物研究所青藏高原植物适应与进化研究团队综合利用质体基因组和全长ITS序列，重建了广义苋科的系统发育关系。通过质体基因组结构和序列比对分析，发现滨藜属（Atriplex）和藜属（Chenopodium）存在一段长约5200 bp的反向互补区域。适应性进化分析揭示了8个基因受到显著的正选择作用，这些基因可能在广义苋科的进化中起到了驱动作用。系统发育结果表明，传统藜科为单系类群，建议恢复其至科级分类学水平。对于广义苋科的科级以下分类群，例如藜属、盐生草属（Halogeton）以及猪毛菜亚族（Subtr. Salsolinae）为并系类群，建议通过建立更多的分类群或将藜族（Chenopodieae）和滨藜族（Atripliceae）合并来解决分类问题。核质冲突及不完全谱系分选是导致广义苋科基因树系统发育不一致的主要原因。本研究为广义苋科的系统发育关系提供了新的见解，并指出后续仍需采取多种数据集完善广义苋科的分类修订。

研究结果以“An updated phylogeny and adaptive evolution within Amaranthaceae s.l. inferred from multiple phylogenomic datasets”为题，于2024年7月14日在Ecology and Evolution（中国科学院二区）发表。西北高原所博士研究生徐浩为第一作者，西北高原所张发起研究员为通讯作者。该工作得到了第二次青藏高原综合科学考察研究项目（STEP）、中国科学院A类战略性先导科技专项、中国科学院-青海省三江源国家公园联合研究专项等项目资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ece3.70013

广义苋科系统发育关系及其不一致示意图