廣義莧科（Amaranthaceae s.l.）隸屬于石竹目（Caryophyllales），包含傳統(tǒng)藜科（traditional Chenopodiaceae）和狹義莧科（Amaranthaceae s.s.），涵蓋170余屬2000多種植物。該科植物具有重要的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價值，如藜麥（Chenopodium quinoa）、菠菜（Spinacia oleracea）和甜菜（Beta vulgaris）等作物為人類提供了豐富的營養(yǎng)和蛋白質(zhì)來源。此外，許多物種在干旱和鹽堿環(huán)境中表現(xiàn)出極強(qiáng)的適應(yīng)性，成為耐鹽作物研究的重要對象。然而，廣義莧科在系統(tǒng)分類和進(jìn)化關(guān)系上仍存在諸多問題。由于物種間形態(tài)相似性和不完全譜系分選（ILS）事件，傳統(tǒng)藜科與狹義莧科的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系尚未完全解析，特別是甜菜亞科（Betoideae）的分類地位仍存爭議導(dǎo)致傳統(tǒng)藜科成為非單系類群，因此APG Ⅳ系統(tǒng)將其與狹義莧科合并成為廣義莧科，藜科的命名被廢除。鑒于廣義莧科在當(dāng)前系統(tǒng)學(xué)研究中存在多種問題，亟需利用可靠的分子標(biāo)記重建其系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。

中國科學(xué)院西北高原生物研究所青藏高原植物適應(yīng)與進(jìn)化研究團(tuán)隊綜合利用質(zhì)體基因組和全長ITS序列，重建了廣義莧科的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。通過質(zhì)體基因組結(jié)構(gòu)和序列比對分析，發(fā)現(xiàn)濱藜屬（Atriplex）和藜屬（Chenopodium）存在一段長約5200 bp的反向互補(bǔ)區(qū)域。適應(yīng)性進(jìn)化分析揭示了8個基因受到顯著的正選擇作用，這些基因可能在廣義莧科的進(jìn)化中起到了驅(qū)動作用。系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果表明，傳統(tǒng)藜科為單系類群，建議恢復(fù)其至科級分類學(xué)水平。對于廣義莧科的科級以下分類群，例如藜屬、鹽生草屬（Halogeton）以及豬毛菜亞族（Subtr. Salsolinae）為并系類群，建議通過建立更多的分類群或?qū)⑥甲澹–henopodieae）和濱藜族（Atripliceae）合并來解決分類問題。核質(zhì)沖突及不完全譜系分選是導(dǎo)致廣義莧科基因樹系統(tǒng)發(fā)育不一致的主要原因。本研究為廣義莧科的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系提供了新的見解，并指出后續(xù)仍需采取多種數(shù)據(jù)集完善廣義莧科的分類修訂。

研究結(jié)果以“An updated phylogeny and adaptive evolution within Amaranthaceae s.l. inferred from multiple phylogenomic datasets”為題，于2024年7月14日在Ecology and Evolution（中國科學(xué)院二區(qū)）發(fā)表。西北高原所博士研究生徐浩為第一作者，西北高原所張發(fā)起研究員為通訊作者。該工作得到了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目（STEP）、中國科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、中國科學(xué)院-青海省三江源國家公園聯(lián)合研究專項等項目資助。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ece3.70013

廣義莧科系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系及其不一致示意圖