泛喜马拉雅地区新发现唇形科植物新属——拟冠唇花属(Paramicrotoena)的形态与系统发育基因组学研究

本研究通过整合形态学与系统发育基因组学分析，在泛喜马拉雅地区发现唇形科(Lamiaceae) Pogostemoneae族新属Paramicrotoena。研究人员利用539个低拷贝核基因(ONGs)和完整质体基因组数据，解析了该新属与近缘属Microtoena的网状进化关系，揭示不完全谱系分选(ILS)和基因流(gene flow)共同驱动了该类群的多样化进程，为植物分类学和网状进化研究提供了重要案例。

　　

在生命之树绘制的宏大工程中，网状进化(reticulate evolution)如同交错的枝桠，不断挑战着传统分类学的认知边界。泛喜马拉雅地区作为全球生物多样性热点，其特殊的地理格局和复杂的进化历史，使得该区域成为研究植物多样性格局形成机制的天然实验室。中国科学院植物研究所国家植物园（原中国科学院植物研究所）的泛喜马拉雅植物多样性研究组，在西藏墨脱县野外考察时，发现了一种形态特征介于冠唇花属(Microtoena)与近缘类群之间的特殊植物，由此揭开了一项跨越形态学与分子系统学的探索之旅。

这项发表在《Molecular Phylogenetics and Evolution》的研究，通过整合宏观形态、微形态特征以及539个低拷贝核基因(orthologous nuclear genes, ONGs)和完整质体基因组数据，不仅确立了唇形科Pogostemoneae族的新属Paramicrotoena，还揭示了核基因组与质体基因组之间的显著冲突(cytonuclear discordance)。研究人员采用RNA-seq和全基因组测序(WGS)技术，结合PhyloNetworks和Dsuite等进化分析工具，构建了目前该族最全面的系统发育框架。

主要技术方法
研究团队采集了Pogostemoneae族12属52份样本，包括27个物种。通过RNA-seq获得7个样本的转录组数据（7.1-12.76GB/样本），全基因组测序数据量达7.78-200.43GB/样本。使用OrthoFinder鉴定539个单拷贝直系同源核基因，MAFFT进行多序列比对，IQ-TREE构建最大似然树。采用PhyParts和Quartet Sampling分析基因树冲突，SNaQ算法推断网状进化事件。

研究结果

新属Paramicrotoena的建立
核基因系统树显示西藏新发现种Paramicrotoena motuoensis与重新确立的P. griffithii（原定为Microtoena griffithii）构成单系群，与冠唇花属其他物种形成姐妹关系。该新属具有独特形态组合：超长苞片、较短花冠、侧反上唇使雄蕊外露，以及花冠管基部具毛环等特征，明显区别于Pogostemoneae族其他12个属。

网状进化机制解析
冲突分析表明，核基因树不一致性主要源于不完全谱系分选(ILS)和基因流(gene flow)的叠加效应。质体基因组呈现与核基因组不同的拓扑结构，暗示历史上可能发生过以Paramicrotoena为供体的细胞质渐渗(cytoplasmic introgression)。研究推测祖先基因流可能通过提供遗传变异，促进了冠唇花属的物种分化。

Pogostemoneae族系统发育框架
研究首次基于大规模核基因数据集，确立了该族12属的稳健系统关系。结果显示Microtoena并非单系群，支持将其划分为Microtoena和Delavayana两个组的分类处理，但提示部分物种可能需要重新界定。

结论与意义
这项研究通过多学科证据链，确立了唇形科新分类单元Paramicrotoena的独立属级地位，为理解Pogostemoneae族的分类系统提供了关键拼图。更深远的意义在于：首次在分子层面证实ILS和基因流共同塑造了Microtoena-Paramicrotoena类群的进化轨迹，为植物网状进化研究提供了典型案例。方法论上，研究展示了整合核质基因组数据与形态学特征在解决复杂分类问题中的强大效力，为当前系统生物学研究范式提供了重要参考。

该成果不仅丰富了泛喜马拉雅地区植物多样性本底资料，其揭示的进化机制对理解高山植物适应性辐射具有启示意义。正如研究者指出，在基因组时代，分类学需要更多"整合证据链"的思维方式，才能准确还原生命之树的真实形态——那永远不是简单的分叉树枝，而是充满回环交织的复杂网络。