揭示伞形科Tauschia属多系起源之谜:基于分子系统学的分类学修订

【字体: 时间:2025年04月16日 来源:Brittonia 0.6

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  本研究针对伞形科(Apiaceae)中分类混乱的Tauschia属,通过扩大采样范围(涵盖16/32物种)和整合核基因(ITS/ETS)与叶绿体基因(trnD-trnT等)数据,首次证实该属为多系类群,其物种分布于4个主要分支(Clade A-D),其中北美西部物种与墨西哥-南美物种分别聚于不同分支。研究厘清了该属与Arracacia等近缘属的复杂分类历史,为伞形科族级(Selineae)分类系统修订提供关键证据,论文发表于《Brittonia》。

  在伞形科植物分类研究中,Tauschia属长期被视为"分类学家的噩梦"。这个主要分布于北美西部和墨西哥的属,其32个物种曾被归入16个不同属,形态特征高度变异且缺乏稳定鉴别性状。尽管早期分子研究暗示其多系性质,但受限于样本量(最多仅5个物种),始终无法解决这个持续近两个世纪的分类难题。威斯康星大学麦迪逊分校等机构的研究团队通过迄今最全面的取样策略,结合多基因测序技术,终于揭开了这个"分类学黑洞"的真相。

研究采用改良的植物DNA提取方法,从馆藏标本中获取277份材料(含182个分类单元),靶向测定了核基因组ITS/ETS区和4个叶绿体间隔区(trnD-trnT等)。通过最大似然法和贝叶斯推断构建系统发育树,并利用jModelTest 2确定最佳进化模型。关键创新点在于首次纳入墨西哥和南美分布的Tauschia nudicaulis(模式种)等关键类群。

结果部分显示:1) 系统发育结构:所有Tauschia物种分散在4个主要分支(Clade A-D),北美物种主要分布于Clade A/B/D,而墨西哥-南美物种集中于Clade C。2) 北美类群关系:T. glauca和T. kelloggii形成姐妹群,但T. hartwegii等物种各自独立分支;特殊类群T. stricklandii(原Hesperogenia属)位于基底位置。3) 墨西哥类群关系:模式种T. nudicaulis与Neonelsonia等南美属聚枝,而T. alpina等与Arracacia构成亚支。4) 历史分类验证:分子数据支持将T. hooveri等物种转入Lomatium属的分类处理。

讨论部分指出:该研究证实了Mathias早在1930年提出的"Tauschia复合体"概念,其多系性源于形态特征的趋同进化(如果实性状)。特别重要的是发现地理分布与系统发育高度相关,暗示属级分类需要结合生物地理学证据。作者建议未来采用Angiosperm353等高通量测序技术,进一步解决Arracacia等近缘属的"猖獗多系性"问题。这项研究不仅为伞形科分类系统提供新框架,也为理解形态相似性在分类学中的局限性提供了典型案例。

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