New Phytol | 北京林业大学讲师第一作者身份发表《New Phytologist》在植物杂交与适应性进化机制领域取得新进展

近日，北京林业大学生态与自然保护学院科研团队在植物杂交与适应性进化机制领域取得新进展，在《New Phytologist》期刊中以“Ancient hybridization and combinatorial mechanism: drivers of adaptive evolution in Clematis sect. Fruticella (Ranunculaceae)”为题发表研究论文 。

物种形成传统上被认为是缓慢渐进的，主要依赖新突变的积累。然而，种间杂交作为一种强大的进化动力，能够通过“组合机制”（即重组父母本已有的优良变异）来快速驱动物种的适应性进化。尽管该理论日益受到重视，但在植物中，尤其是针对古老杂交事件如何驱动适应性辐射的实证研究仍相对匮乏。适应干旱环境的铁线莲属（Clematis）灌木铁线莲组（sect. Fruticella）植物，为检验这一模型提供了理想的系统。

图：研究涉及的关键类群及其形态、生境特征

本研究整合了超过60个样本的系统发育基因组学数据（包括超过6000个核基因和完整的叶绿体基因组），以及形态学和生态学数据。团队还开发了一个强大的分析流程，包括一个杂交可视化工具（VisualHyDe, https://github.com/Jhe1004/VisualHyde）和严格的假阳性过滤方法，用于精确检测古老的杂交信号并追溯其父母本贡献。

研究结果揭示，灌木铁线莲组及其近缘的黄花铁线莲组均起源于一次古老的杂交事件。它们的共同祖先来自两个生态差异巨大的亲本：一个是适应干旱环境的准噶尔铁线莲，另一个是适应相对湿润环境的宽柄铁线莲群。这两个杂交起源的类群“组合”了来自不同亲本的关键适应性状。更重要的是，它们现今独特的生态适应性（如更耐旱或更喜湿）与其继承自两个亲本的遗传贡献比例（灌木铁线莲组继承了约73%的耐旱亲本基因 ，而黄花铁线莲组仅继承了约20%）显著相关。

图：杂交后代谱系中，来自耐旱亲本的遗传贡献比例与生境的干旱程度呈正相关。且各个谱系之间均有明显的生态位分化。

本研究为“组合机制”驱动植物适应性进化提供了强有力的证据。研究表明，古老的杂交事件不仅没有成为进化的“死胡同” ，反而通过重组亲本的预适应基因，成为了进化的“快车道”，使杂交后代能够快速占据新的生态位，并持续塑造了这些类群的后续多样化。这一发现为理解植物如何快速适应新环境和爆发性物种形成提供了重要见解。

本论文通讯作者为北京林业大学生态与自然保护学院教师谢磊，共同第一作者为何健、研究生李明阳和肖佳敏。本研究获得了国家自然科学基金（项目编号：31670207）项目资助。

论文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.70658

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