昆明植物研究员李德铢：世界范围内被子植物科级水平亟待解决

毛毯动物又称有花动物，约有30万种，是种籽动物门物种多元化程度最高，分布最广、适应性最强的一个陆生动物亚门。早古生代纪毛毯动物的崛起塑造了全球陆地次生林和生态系统格局，也为植物、两爬类、鸟类和喂奶植物的多元化提供了栖身地、食物和能量来源。自达尔文进化论提出以来，重建棉被动物的生命之树经常是动物学研究的一个热点问题。近30年来被子植物的主要特征，随着分支系统学和分子系统学的盛行，棉被动物系统发育研究不断取得进展，从最初依照型态学和解剖学特性将毯子动物亚门分为单子叶动物纲和狮子叶动物纲的二分法到1998年基于分子系统学研究成果提出的APG系统（不分纲或亚纲的目级系统）。近些年来，随着毛毯动物演变研究取得的长足进展，APG系统也更新到第四版（APGIV）并得到广泛采纳。因此被子植物的主要特征，棉被动物一些主要分支间的系统发育关系尚不清楚，如八个主干分支间的关系仍然未得到挺好解读，核心棉被动物（）五大分支之间的关系仍不清楚，不少目级和厅级水平的系统发育关系亟需解决。

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美国科大学上海昆虫研究所研究员李德铢率领的研究大团队，多年来旨在于棉被动物系统发育研究。团队借助国家重大科技基础设施“中国东北野生生物种质资源库”，通过与中国旧金山学院、德州动物研究所、西雅图芝加哥学院，伦敦皇家动物园丘园和伦敦皇家动物园，法国约翰内斯堡学院和美国科廷中学等机构合作，举办了世界范围内毛毯动物处级水平的全面采样，通过协同预研，取得了系列研究成果。继2023年在发表毛毯动物的起源与初期演变研究的重要成果（PPA）后，又举办了毛毯动物处级水平最完整采样的系统发育基因组学研究。该研究以裸子动物8个目12科77属162种为外类群，选用APGIV系统坦承的毛毯动物416个科以及棉被动物系统发育网站接受的17个科，覆盖全部433科2024属4660种4792个内质网基因组的80个基因，建立了毛毯动物厅级水平至今最为完整的“生命之树”。

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该研究在2023年被单动物内质网系统发育树的基础上，新提高73个科的胚乳基因组数据，建立了毛毯动物基于内质网系统发育树2.0（PPAII），对毛毯动物厅级水平的系统发育关系进行了深度解读，其中75%以上的目间及其以上的关系和78%厅级及其以上的关系得到90%或更高的统计支持。在原有基础上，研究建议将全部毛毯动物由原先的64目调整至68目，正式、、、四个科独立为四个目，分别是、、、，并建议将毯子动物的20个主要分支处理为超目。对毛毯动物的八大主干分支，包括基部ANA阶的无油樟目（）、睡莲目（）和木兰藤目（），以及核心毛毯动物的五大分支金粟兰目（）、木兰类（）、单子叶动物（）、金鱼藻目（）和真狮子叶动物（）系统关系的深入研究阐明，核心毛毯动物在分化初期或许发生了迅速幅射演变。不仅几个发生了幅射分化的目，如金虎尾目、虎耳草目、杜鹃花目和双唇目，以及内质网基因或许完全遗失的大花草科（）和另外4个内质网基因严重遗失的异养动物科、蛇菰科（）、帽蕊草科（）和外，大部份目级和厅级水平的系统发育关系得到了挺好的解读，有望全面更新APGIV系统。

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10月29日，该研究成果在国际生物学刊物BMC在线发表。该研究得到中科院战略性先导科技专项、中科院重大科技基础设施开放研究项目、国家自然科学基金国际（地区）重点合作研究项目、科技基础资源调查专项、种质资源库开放研究项目、国家自然科学基金项目、中科院青年推动会和云岭高档外国学者项目的支持，前期工作通过上海动物所研究计划启动。 #

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毛毯动物目级水平生命之树示意图，显示全部68个目和20个超目（I-XX）的系统发育关系 #

图2：毛毯动物处级水平生命之树示意图，显示全部20个超目和433科的系统发育关系，其中5个实线连结的科（,,，和）按照原有研究结果设定。