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系統(tǒng)發(fā)育基因組學是基因組學和系統(tǒng)發(fā)育生物學融合產(chǎn)生的一個交叉學科，主要用基因組水平的大規(guī)模分子數(shù)據(jù)解析生物之間的系統(tǒng)發(fā)育關系，并利用系統(tǒng)發(fā)育原理研究基因組進化機制。基因組大量的數(shù)據(jù)信息具有 “緩沖” 作用，能減少系統(tǒng)發(fā)育重建中的隨機誤差，使得引起基因樹沖突的各種生物學因素被逐一分析，是當前重建生命之樹，解析困難系統(tǒng)發(fā)育關系的zui有效途徑。由于大小適中、核苷酸置換率適度、容易比對、不存在旁系同源問題等優(yōu)點，葉綠體基因組已經(jīng)被廣泛應用于解析困難類群的系統(tǒng)發(fā)育關系。薔薇科包括約 90 屬 3000 種，廣布，具有多種世界經(jīng)濟價值的水果，如蘋果、梨、桃、李、杏、櫻桃、山楂，以及花卉如玫瑰、月季、梅花。植物學家對薔薇科開展了大量分類和系統(tǒng)關系的研究，但由于頻繁的雜交、孤雌生殖和可能的快速輻射分化等因素的影響，該科的亞科、族、屬分類范疇仍存在很大爭議，主要分支間系統(tǒng)發(fā)育關系難以解析，是系統(tǒng)發(fā)育重建zui困難的植物類群之一。

中國科學院昆明植物研究所中國西南野生生物種質(zhì)資源庫伊廷雙和李德銖研究組多年致力于薔薇目的系統(tǒng)發(fā)育和進化研究，相繼對薔薇目（Zhang et al. 2011，Molecular Phylogenetics and Evolution）、和蕁麻科（Wu et al. 2013，Molecular Phylogenetics and Evolution）等類群開展分子系統(tǒng)學研究。通過與英國*植物園邱園 Mark W. Chase、佛羅里達大學教授 Douglas E. Soltis 合作，依托中國西南野生種質(zhì)資源庫分子生物學實驗中心的設施和平臺，利用葉綠體系統(tǒng)基因組學的方法重建了薔薇科 79 屬 132 種的系統(tǒng)發(fā)育樹，成功解析了薔薇科各亞科、族和屬間系統(tǒng)發(fā)育關系?；谶@棵高支持率、高分辨率的系統(tǒng)發(fā)育樹，估算了薔薇科及其主要分支的起源和分化時間，推斷了古氣候?qū)λN薇科主要分支多樣化的影響。主要結(jié)論包括：1）在葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學研究中，序列的比對質(zhì)量和模型選擇對于正確解析類群間系統(tǒng)發(fā)育關系至關重要；2）薔薇科亞科、族和大部分屬間系統(tǒng)發(fā)育關系獲得解析并被很好支持；3）薔薇科起源于晚白堊紀，之后經(jīng)歷了多次的多樣化速率的變化；4）亞科和族的快速多樣化發(fā)生在晚白堊紀的溫暖濕潤的環(huán)境中，而從早漸新世以來屬的多樣化發(fā)生在干冷的環(huán)境中。

該研究對于揭示薔薇科的起源與多樣化具有重要的科學意義，對進一步研究該類群進化問題打下了堅實的基礎，也為利用葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學解決其它困難植物類群的系統(tǒng)發(fā)育關系提供了又一個典型案例。該研究得到了國家重大科學研究計劃項目（2014CB954100）、中科院中 - 非聯(lián)合研究中心（SAJC201302）、科技基礎性工作專項重點項目（2013FY112600）、中科院科技創(chuàng)新 “交叉與合作團隊”（31129001）和云南省中青年學術技術帶頭人后備人才項目（2011CI042）的支持。研究結(jié)果以 Diversification of Rosaceae since the Late Cretaceous based on plastid phylogenomics 為題，在線發(fā)表于植物學學術期刊《新植物學家》（New Phytologist）。

薔薇科系統(tǒng)發(fā)育關系

薔薇科多樣化分析