东亚葱属Anguinum亚属谱系基因组学研究：揭示分类谜题与系统发育冲突的进化机制

本研究针对葱属Anguinum亚属东亚谱系(EAL)长期存在的分类争议和系统发育冲突问题，通过整合45个转录组和57个叶绿体基因组数据，采用2186个低拷贝核基因(LCGs)和163个叶绿体序列进行多维度分析。研究发现EAL为单系群但呈现多歧式系统发育结构，划分为4个核基因亚谱系和2个叶绿体亚谱系，揭示不完全谱系分选(ILS)和杂交是导致系统发育冲突的主因。研究首次确认A. ovalifolium两个变种分类地位，并提出A. funckiifolium应归为A. ovalifolium变种，为横断山生物多样性热点区植物进化提供了典型案例。

　　

在植物分类学领域，葱属(Allium)作为北半球最大的单子叶植物属之一，包含超过1000个物种，其系统分类一直存在诸多挑战。其中Anguinum亚属的东亚谱系(East Asian Lineage, EAL)尤为特殊——这个分布于喜马拉雅-横断山脉地区的类群，不仅具有重要的生态价值，还长期困扰着分类学家。该谱系物种如A. prattii、A. ovalifolium及其变种等，虽然形态特征差异微妙，却展现出复杂的分布格局和令人费解的系统发育关系。更棘手的是，前期基于ITS和叶绿体片段的研究显示，核基因与质体基因树之间存在显著冲突，暗示着可能存在杂交或不完全谱系分选等进化机制。

四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室的研究团队在《BMC Plant Biology》发表的最新研究，通过大规模采样和高通量测序技术，首次对EAL开展了全谱系的基因组尺度解析。研究人员采集了涵盖所有已知类群的102份样本（包括45个转录组和57个叶绿体基因组），运用转录组从头组装、叶绿体基因组比较分析等技术，结合形态学观察和生物地理重建，揭示了这一谱系复杂的进化历史。

研究首先通过叶绿体基因组构建了Anguinum亚属的系统发育框架，确认EAL与欧亚-北美谱系(ENAL)的分化。核基因分析显示EAL可划分为4个地理分布明确的亚谱系：I亚谱系包含HDMs地区的A. nanodes、A. prattii和A. ovalifolium种群；II亚谱系为西北HDMs的A. prattii单系群；III亚谱系聚集了四川盆地西北部的A. ovalifolium及其变种；IV亚谱系则呈现秦岭-大巴山地区A. funckiifolium与A. ovalifolium的嵌套关系。

关键发现表明，A. ovalifolium var. leuconeurum（白脉变种）和var. cordifolium（心叶变种）的形态差异仅体现在叶脉颜色和叶基形状上，分子数据支持其作为变种的分类地位。而长期未被研究的A. funckiifolium，其转录组数据完全嵌入A. ovalifolium分支，结合其单叶特征实为种内变异，建议将其重命名为A. ovalifolium var. funckiifolium。

通过MSCquartets和PhyloNet分析，研究量化了系统发育冲突的来源：在检测的12个关键节点中，ILS信号强度(ILS-i)高达32.4%-98.8%，尤其在A. prattii与A. ovalifolium种群分化节点上表现显著；同时检测到23.4%-48.8%的杂交信号(IH-i)，表明横断山地区反复的"隔离-接触"动态促进了基因交流。祖先区域重建显示，EAL约3.05百万年前起源于横断山脉，晚新世青藏高原隆升引发的快速辐射和第四纪冰期间冰期气候波动，共同塑造了当前观测到的系统发育模式。

这项研究的意义在于：1）首次从基因组尺度解析了EAL的分类困境，为葱属系统学提供新范式；2）证实横断山"物种泵"效应通过ILS和杂交驱动植物多样化；3）建立的2186个LCGs数据集为后续研究提供宝贵资源。该成果不仅解决了Anguinum亚属的分类争议，更为理解生物多样性热点地区物种形成机制提供了典型案例，对保护区和植物资源开发利用具有指导价值。