基因组学揭示Calibrachoa（茄科）分类学挑战并解析栽培品种“百万铃”的起源

本研究针对Calibrachoa属植物因近期快速分化导致的物种界限模糊问题，通过全基因组基因分型技术，解析了该属的系统发育关系、物种内聚性及杂交动态。研究证实了该属分为两个亚属（Calibrachoa sensu stricto和Stimomphis），揭示了Stimomphis亚属的并系和多系现象，并首次明确了商业栽培品种的杂交起源。成果为理解网状进化（reticulate evolution）和不完全谱系分选（ILS）在快速辐射类群中的作用提供了范例，对植物分类学和园艺育种具有重要意义。

　　

在植物分类学的迷宫中，Calibrachoa属（俗称“百万铃”）犹如一个充满谜团的潘多拉魔盒。这个原生于新热带地区的茄科植物，凭借其绚丽的花朵成为全球园艺市场的宠儿，却在科学界长期陷入分类混乱的泥潭。 Pleistocene（更新世）时期的快速辐射演化，使得该属物种在短短390万年间爆发式分化，导致不完全谱系分选（Incomplete Lineage Sorting, ILS）和频繁的种间杂交现象相互交织，如同打乱的拼图碎片，让传统的形态学和单基因测序方法束手无策。更扑朔迷离的是，市场上广泛栽培的“百万铃”品种虽被冠以Calibrachoa × hybrida的学名，其野生亲本却始终成谜——这个关乎园艺育种史的重要拼图，亟待基因组学的新工具来复原。

为了破解这些难题，来自巴西联邦大学的研究团队在《Molecular Phylogenetics and Evolution》发表了一项开创性研究。他们采用DArTseq（多样性阵列技术）对30个野生分类群、5个潜在新种个体及商业栽培品种进行了全基因组SNP（单核苷酸多态性）分型，通过PCAdapt进行中性位点筛选，结合PhyloNet和SNP-based方法构建系统发育网络。样本覆盖该属全部已知物种及其原生分布区，首次实现了多个体、全基因组的类群覆盖。

Sampling, DNA extraction, and sequencing
研究团队采集了190份样本，包括所有公认物种的多个个体、一个形态学鉴定的新种候选（Calibrachoa sp. 1）及商业栽培品种P15。DArTseq技术产生2.68亿条reads，平均每个样本获得514,799条reads，为后续分析奠定数据基础。

Data quality and SNP calling
原始736,080个SNP位点经严格过滤后保留18,040个中性位点。这种高密度标记为解析复杂的进化历史提供了前所未有的分辨率，特别针对ILS和杂交信号设计了特异性分析流程。

Discussion
研究验证了该属二分亚属的系统：Calibrachoa sensu stricto（含C. parviflora和C. pygmaea）单系性明确，而Stimomphis亚属则呈现显著的并系/多系结构。节点支持率普遍偏低的现象，印证了该支系在Pleistocene气候波动驱动下的爆发式分化特征。商业品种P15被确认为杂交起源，其基因组镶嵌着多个野生亲本的遗传组分——这一发现为园艺育种提供了分子层面的“族谱证明”。

Conclusions
这项研究不仅绘制了Calibrachoa属首张全基因组系统发育图谱，更揭示了快速辐射类群中ILS与杂交的协同效应如何挑战传统分类范式。Stimomphis亚属的“物种云”状态，暗示其可能正处于动态分化进程中，需要整合生态位模型（ENM）和群体基因组学进一步解析。栽培品种杂交渊源的破译，则为定向培育新品种提供了进化生物学依据。该成果为理解网状进化（reticulate evolution）在植物适应性辐射中的作用树立了新范式。