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为探究耧斗菜（Aquilegia）隐秘辐射的演化机制，云南大学等研究人员对 23 个自然种群 158 个个体进行全基因组重测序。结果发现多个隐秘谱系，明确不完全谱系分选（ILS）和基因渗入的作用。该研究有助于理解植物多样性演化，意义重大。
在生物进化的奇妙旅程中，隐秘物种或谱系如同神秘的宝藏，隐藏着独特的演化轨迹。它们在形态上难以区分，却蕴含着解开生物多样性复杂谜题的关键线索。理解隐秘多样性的进化过程，对于揭示生物多样性的深层奥秘至关重要。然而，目前相关的实证证据十分有限，尤其是在植物领域，这就像一片等待开垦的神秘处女地，充满了未知与挑战。
耧斗菜属（Aquilegia L.）作为研究近期适应性辐射的模式系统，约有 70 种，广泛分布于北半球温带地区。其中，分布在中国西南部山区的耧斗菜物种，处于全球生物多样性热点区域，却面临着诸多演化谜团。比如，这些物种存在大量未被识别的隐秘多样性，形态相似性与系统发育位置不一致等问题。为了揭开这些谜团，云南大学的研究人员 Jun - Chu Peng、Ziwen He 和 Zhi - Qiang Zhang 等开展了深入研究。
研究人员对来自中国西南部山区及邻近地区 23 个自然种群的 158 个耧斗菜个体进行全基因组重测序，涵盖了该地区耧斗菜的大部分分布范围。通过一系列复杂而精细的分析，研究取得了一系列重要成果。相关研究成果发表在《Communications Biology》上。
研究人员在研究中运用了多种关键技术方法。首先是全基因组重测序技术，对大量个体进行测序，获取海量的遗传数据。然后利用多种软件进行数据分析，如 STRUCTURE v2.3.4 用于种群结构分析，RAXML v8.2.12 用于最大似然系统发育树的构建等。同时，通过特定的算法和统计方法，如 QuIBL、f4 - 比率检验、f - 分支统计等，来推断基因流、区分不完全谱系分选（ILS）和基因渗入等复杂的遗传现象。
研究结果如下：
- 种群结构与系统发育分析：通过 STRUCTURE 分析和 t - 分布随机邻域嵌入（t - SNE）等方法，研究人员发现基于不同聚类方法，耧斗菜呈现出不同的聚类模式。如 delta - K 方法确定最佳聚类数K=2，简约法表明K=6。进一步分析发现，地理上相近的同物种个体具有相似的祖先。利用距离法构建的 NeighborNet 树和最大似然系统发育树（ML 树）等方法，研究人员识别出 11 个不同的进化谱系，且每个谱系在系统发育推断中均为单系，对应不同的形态物种。
- 花颜色与遗传分化关系：研究人员观察到部分谱系的花颜色变异与遗传分化相关。通过对花瓣颜色的定量测量分析，在不同的耧斗菜物种中，如 A. ecalcarata、A. rockii 和 A. kansuensis，不同谱系的花瓣颜色存在显著差异，这表明花颜色模式可作为区分大多数隐秘谱系的形态学标记，支持了基因组数据揭示的谱系划分。
- 种群历史动态：利用 SMC + + 软件估计有效种群大小（Ne）的历史波动，研究发现耧斗菜谱系在不同时期经历了种群下降，可能反映了连续的奠基事件。在末次盛冰期（LGM），大多数谱系经历了种群扩张，而在全新世中期（MH）则经历了种群收缩。Tajima’s D 值的变化进一步表明它们起源于较大的祖先种群。
- 基因流与谱系分选的影响：通过 QuIBL 分析、f4 - 比率检验和 f - 分支统计等方法，研究人员发现基因树与物种树之间存在显著的不一致性，这主要归因于基因渗入和不完全谱系分选（ILS）。在检测的 165 个三联体中，64.84% 提供了基因渗入的显著证据，且 43 次基因渗入事件中，39 次发生在谱系形成之后。此外，研究还发现不完全谱系分选影响了形态相关的分子平行性，如在 A. kansuensis 和 A. rockii 中，固定位点的遗传分化模式支持不完全谱系分选场景。
- 基因组岛的形成机制：通过分析基因组变异、遗传分化（FST）、遗传距离（dXY）等指标之间的相关性，研究人员发现基因组岛的形成主要由古代遗传变异的差异分选驱动，而非基因流的内在障碍。同时，非姐妹谱系的基因渗入变异与遗传分化和分歧呈显著正相关，促进了受体谱系的快速分化。
研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了中国西南山区耧斗菜的隐秘辐射现象。地理隔离、气候变迁以及传粉者等因素在其隐秘多样性的形成中起到了关键作用。不完全谱系分选（ILS）导致了表型趋同，而遗传变异和基因渗入则促进了快速的适应性分化。此外，研究还为植物物种界定提供了新的思路，未来应采用整合基因组、形态学、地理学和生态学等多方面信息的方法。该研究提升了人们对遗传变异和基因渗入如何驱动山区植物隐秘进化的理解，为生物多样性研究和保护提供了重要的理论依据，也为后续相关研究开辟了新的方向。
