利用Angiosperms353标记解析东地中海兰科植物物种鉴定潜力及分类争议

本研究针对地中海块茎兰科植物因传统遗传标记分辨率不足导致的物种鉴定难题，采用Angiosperms353靶向捕获测序技术，对希腊地区8属56种兰花的系统发育关系进行重构。通过多物种溯祖树构建、贝叶斯因子物种界定（BFD）和系统发育信息性分析，揭示了Serapias和Ophrys属的分类争议，筛选出30个高信息位点，为兰科植物保护与非法贸易监管提供了分子工具。

　　

地中海地区的块茎兰科植物（Orchidinae subtribe）因其生态脆弱性和复杂的分类历史，成为保护生物学与系统发育研究的焦点。这类植物不仅面临过度采集、栖息地丧失的威胁，还因传统DNA条形码（如ITS序列）分辨率不足，导致"拆分派"（splitters）与"合并派"（lumpers）的分类争议长期存在。尤其像Ophrys属这类通过拟态传粉机制快速辐射演化的类群，其物种边界模糊问题更为突出。

为解决这一难题，来自欧洲多国研究机构的研究团队在《Molecular Phylogenetics and Evolution》发表论文，首次系统评估了通用探针组Angiosperms353在东地中海兰科植物物种鉴定中的潜力。研究通过靶向捕获测序技术获取335个核基因位点数据，结合多物种溯祖模型（ASTRAL-III）和分子钟分析，构建了涵盖希腊地区8属56种兰花的系统发育框架。创新性地采用贝叶斯因子界定（BFD）量化分类争议，并基于系统发育信息性（PI）筛选出30个核心标记位点，为后续开发低成本鉴定工具奠定基础。

关键技术方法
研究团队采集希腊地区165份兰科植物样本，使用Angiosperms353探针组进行靶向捕获和高通量测序（Illumina NovaSeq平台）。通过HybPiper流程组装外显子序列，MAFFT比对后采用IQ-TREE构建最大似然树。物种树推断整合ASTRAL-III溯祖模型与SNAPP贝叶斯分歧时间估算。针对Serapias和Ophrys属的分类争议，设计约束树比较不同分类假设，并通过路径抽样计算边际似然值评估模型支持度。最后利用TAPIR软件分析位点系统发育信息性，筛选高鉴别力标记。

主要研究结果

3.1 靶标捕获效率与数据质量
测序数据平均覆盖深度达1.1 Gb/样本，但靶标捕获率存在显著变异（1-44%）。通过补充1KP转录组数据构建Mega353参考序列，将靶标恢复率提升40%，最终获得平均长度458 bp的335个位点。GC含量45%且29%位点为简约信息位点，为后续分析提供充足变异位点。

3.2 多物种溯祖树揭示分类争议
构建的物种树显示，Neotinea、Orchis等属节点支持率高（PP>0.9），但Himantoglossum jankae与H.×samariense形成并系群，Ophrys属内sphegodes、fuciflora等复合体呈现低分辨率。基于单系性标准的分类评估表明，"合并派"方案下87%样本可明确归类，而"拆分派"方案仅71%，凸显过度细分导致的鉴定困难。

3.3 贝叶斯因子界定支持分类策略差异化
BFD分析给出混合结论：Serapias属强烈支持拆分bergonii与vomeracea（BF=-27.8）；Ophrys基部支系（lutea/fusca复合体）倾向拆分（BF=-6.6），但非基部支系（fuciflora/sphegodes复合体）强烈支持合并（BF=14.6）。分子钟分析证实Ophrys冠群年龄仅4.9 Mya，近期快速分化导致谱系不完全分选。

3.4 30个高信息位点的筛选验证
通过整合四个演化时期（53-61 Mya至0-5 Mya）的PI值，筛选出30个位点（如PHYC、WRKY等）。这些位点平均包含更多变异位点（p<0.01），其构建的缩减树与完整数据集拓扑结构高度一致（四分数=0.82），显著优于随机位点组合（p<0.01）。

结论与意义
该研究首次系统评估Angiosperms353标记在 Mediterranean Orchidinae物种鉴定中的适用性，为解决"拆分-合并"争议提供了量化依据。发现分类策略应属种特异性——Serapias和古老Ophrys支系适用细分方案，而近期辐射的Ophrys支系更适合宽泛界定。筛选的30个高信息位点为开发低成本鉴定探针奠定基础，尤其有助于salep贸易涉及的濒危物种监管。研究数据填补了PAFTOL（Plant Tree of Life）计划中地中海兰科的空白，为理解植物适应性辐射提供了新案例。未来需结合群体基因组学，解析Ophrys属杂交带基因渗漏对物种边界的影响。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持内容；专业术语如ASTRAL-III、SNAPP等均保留原文格式；作者单位按原文CRediT声明处理）