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系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)是基因組學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育生物學(xué)融合產(chǎn)生的一個(gè)交叉學(xué)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(guān)系，并利用系統(tǒng)發(fā)育原理研究基因組進(jìn)化機(jī)制?；蚪M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(jī)誤差，使得引起基因樹(shù)沖突的各種生物學(xué)因素被逐一分析，是當(dāng)前重建生命之樹(shù)，解析困難系統(tǒng)發(fā)育關(guān)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(duì)、不存在旁系同源問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)，葉綠體基因組已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于解析困難類群的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。薔薇科包括約 90 屬 3000 種，廣布，具有多種世界經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水果，如蘋(píng)果、梨、桃、李、杏、櫻桃、山楂，以及花卉如玫瑰、月季、梅花。植物學(xué)家對(duì)薔薇科開(kāi)展了大量分類和系統(tǒng)關(guān)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(zhēng)議，主要分支間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)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(guó)科學(xué)院昆明植物研究所中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)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(jìn)化研究，相繼對(duì)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(kāi)展分子系統(tǒng)學(xué)研究。通過(guò)與英國(guó)*植物園邱園 Mark W. Chase、佛羅里達(dá)大學(xué)教授 Douglas E. Soltis 合作，依托中國(guó)西南野生種質(zhì)資源庫(kù)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的設(shè)施和平臺(tái)，利用葉綠體系統(tǒng)基因組學(xué)的方法重建了薔薇科 79 屬 132 種的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，成功解析了薔薇科各亞科、族和屬間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。基于這棵高支持率、高分辨率的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，估算了薔薇科及其主要分支的起源和分化時(shí)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(xué)研究中，序列的比對(duì)質(zhì)量和模型選擇對(duì)于正確解析類群間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系至關(guān)重要；2）薔薇科亞科、族和大部分屬間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系獲得解析并被很好支持；3）薔薇科起源于晚白堊紀(jì)，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(jì)的溫暖濕潤(rùn)的環(huán)境中，而從早漸新世以來(lái)屬的多樣化發(fā)生在干冷的環(huán)境中。

該研究對(duì)于揭示薔薇科的起源與多樣化具有重要的科學(xué)意義，對(duì)進(jìn)一步研究該類群進(jìn)化問(wèn)題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為利用葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)解決其它困難植物類群的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系提供了又一個(gè)典型案例。該研究得到了國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（2014CB954100）、中科院中 - 非聯(lián)合研究中心（SAJC201302）、科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目（2013FY112600）、中科院科技創(chuàng)新 “交叉與合作團(tuán)隊(duì)”（31129001）和云南省中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人后備人才項(xiàng)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(xué)學(xué)術(shù)期刊《新植物學(xué)家》（New Phytologist）。

薔薇科系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系

薔薇科多樣化分析