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在 Adonis 属植物分类存在诸多争议的情况下,研究人员开展日本和韩国 Adonis 物种的全基因组测序研究。结果发现 6 个可区分的系统发育谱系,明确日本和韩国的 A. amurensis 属于不同谱系,该研究为 Adonis 属分类提供新依据。
侧金盏花(Adonis)作为毛茛科的一属植物,在园艺界深受喜爱,其分布广泛,从欧洲跨越至东亚。然而,长期以来,该属植物在分类学上却迷雾重重。在日本和韩国,关于 Adonis 物种的谱系边界一直存在争议,不同研究基于有限的样本和技术,得出的结论莫衷一是。过去,一些遗传研究虽涉及 Adonis 样本,但针对日本和韩国物种界定的专项研究少之又少,且样本量不足、研究区域局限,使得 Adonis 属植物的真实分类情况难以明晰。正因如此,开展一项全面深入的研究迫在眉睫,以解开 Adonis 属植物分类的谜团,准确界定不同物种的边界。
东京大学等研究机构的研究人员为解决 Adonis 属植物分类争议,开展了日本和韩国 Adonis 物种的全基因组测序研究。研究发现了 6 个可区分的系统发育谱系,明确日本和韩国的 A. amurensis 属于不同谱系,并建议将日本北海道的相关样本重新命名为 Adonis puberula。此外,研究还确定了 A. multiflora 与 A. shikokuensis 的亲缘关系,以及 A. ramosa 的遗传起源,为 Adonis 属植物的分类和进化研究提供了关键依据,该研究成果发表在《Plant Systematics and Evolution》。
研究人员用到的主要关键技术方法如下:一是样本采集,收集 408 份日本和韩国 Adonis 标本,涵盖多地区,采集叶样本并制作标本;二是染色体观察,对 83 份样本观察计数;三是 DNA 提取与测序,采用 MIG-seq 法获取全基因组 SNP;四是序列数据分析,运用多种软件分析处理数据构建进化树和评估遗传结构。
研究结果如下:
- 系统发育分析:通过对 274 个分类单元的分析,构建系统发育树,发现 A. multiflora、A. shikokuensis 各自形成单系分支,韩国的 A. amurensis 和 A. pseudoamurensis 为独立分支,北海道的二倍体样本单独聚为一支,表明日本和韩国的 A. amurensis 起源独立。
- 混合倍性群体遗传结构:基于遗传距离构建的网络树和 PCA 图显示各物种聚类独立, admixture 分析确定最佳 K 值为 8,不同 K 值下各群体遗传结构不同,日本四倍体样本遗传多样性较高。
- 染色体计数:对部分样本染色体计数,A. multiflora、A. shikokuensis 和日本 A. amurensis 为二倍体(2n = 16),A. ramosa 为四倍体(2n = 32),并描述了多个栽培品种的核型。
- 形态分析:测量多个形态参数,统计检验显示各分支间萼片和花瓣长度差异显著,日本和韩国 A. amurensis、A. multiflora 在花的大小等形态上存在差异,A. ramosa 形态变异大。
研究结论和讨论部分指出,本研究确定了 6 个系统发育谱系,日本和韩国的 A. amurensis 应视为不同物种,建议将日本北海道的相关样本命名为 A. puberula。研究还明确了 A. pseudoamurensis 的独立性,以及 A. multiflora 和 A. shikokuensis 的关系。此外,A. ramosa 可能起源于 A. puberula 的多倍体化。这些发现为 Adonis 属植物的分类和进化研究提供了重要线索,修正了以往分类错误,为后续深入研究奠定了基础 。