高山碱茅属植物(Puccinellia)的系统发育与进化历史：基于Coleanthinae亚族的基因组与分子标记研究

本研究针对高山碱茅属(Puccinellia)的进化历史不清问题，整合DArTseq基因组数据、核糖体nrDNA和叶绿体cpDNA标记，首次揭示帕米尔-青藏高原高山物种的多重辐射起源，证实冷耐受性在早期辐射中的关键作用，为极端环境植物适应性进化提供新见解。

　　

高山碱茅属(Puccinellia)作为禾本科(Poaceae)中耐盐碱的先锋植物，在全球极端环境中展现出惊人的适应性，尤其在帕米尔-青藏高原地区形成了独特的高山多样性。然而，这个包含120多个物种的属长期面临分类混乱、进化历史模糊的困境，特别是高山物种的起源机制尚未阐明。传统研究依赖的核糖体(nrDNA)和叶绿体(cpDNA)标记因信息位点有限，难以解析复杂的多倍化和杂交事件。更关键的是，现有研究多聚焦北极和低海拔类群，导致高山碱茅的进化地位成为未解之谜。

为破解这一难题，波兰雅盖隆大学的研究团队在《Molecular Phylogenetics and Evolution》发表突破性成果。研究者采用DArTseq高通量基因分型技术，结合nrDNA(ITS1-5.8S-ITS2和5′ETS)和cpDNA(rpl16内含子与rpoB-trnC间隔区)标记，对中亚山区7个核心高山物种进行系统发育重建，并首次纳入来自帕米尔和天山的珍稀样本。通过最大似然法(ML)、贝叶斯推断和分子钟分析，揭示了高山碱茅的多次独立起源模式。

关键技术包括：1) DArTseq生成24,840个SNP位点进行群体遗传分析；2) 核基因组与叶绿体标记的联合测序；3) 整合GenBank中全球碱茅属数据构建系统发育树；4) 基于BEAST的分子钟模型校准。样本来源于2016-2023年在中亚山区(海拔>3000米)采集的121份材料，并补充北极和西伯利亚种群作为对照。

3.1.1 DArTseq SNP标记
基因组数据表明高山物种分散在多个进化支中，帕米尔碱茅(P. pamirica)和穗花碱茅(P. subspicata)位于系统发育树基部，与北极物种P. wrightii等聚枝。主坐标分析(PCoA)清晰显示天然杂交种P. ×vachanica位于亲本P. pamirica与P. himalaica之间。

3.1.2 核 ribosomal标记
nrDNA显示碱茅属为并系群，高山物种与低海拔谱系交织。P. pamirica在核基因组中呈现独特SNP模式，而P. tianschanica和P. pauciramea形成单系群，与西伯利亚的P. tenuiflora关系密切。

3.1.3 叶绿体标记
cpDNA将高山物种分为三组：1) P. pamirica及其杂交种；2) P. subspicata的两个独立谱系；3) 共享单倍型的其他高山物种。TCS单倍型网络揭示P. pamirica与北美北极物种P. phryganodes等早期分化支相关。

3.2 分子钟分析
两种校准方案显示：基于Soreng等(2022a)的cpDNA校准推