科研成果
中国科学院昆明植物研究所李德铢研究员带领的研究大团队，多年来致力于被子植物系统发育研究。团队依托国家重大科技基础设施“中国西南野生生物种质资源库”，通过与美国佛罗里达大学、德州植物研究所、西雅图华盛顿大学，英国皇家植物园丘园和爱丁堡皇家植物园，南非约翰内斯堡大学和澳大利亚科廷大学等机构合作，开展了世界范围内被子植物科级水平的全面取样，通过协同攻关，取得了系列研究成果。继2019年在Nature Plants发表被子植物的起源与早期演化研究的重要成果（PPA）后，又开展了被子植物科级水平最完整取样的系统发育基因组学研究。该研究以裸子植物8个目12科77属162种为外类群，选取APG IV系统承认的被子植物416个科以及被子植物系统发育网站接受的17个科，覆盖全部433科2024属4660种4792个叶绿体基因组的80个基因，构建了被子植物科级水平最为完整的“生命之树”。
该研究在2019年被子植物叶绿体系统发育树的基础上，新增加73个科的叶绿体基因组数据，构建了被子植物基于叶绿体系统发育树2.0（PPA II），对被子植物科级水平的系统发育关系进行了深度解析，其中75%以上的目间及其以上的关系和78%科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，建议将全部被子植物由原来的64目调整至68目，即将Dasypogonaceae、Huaceae、Oncothecaceae、Sabiaceae四个科独立为四个目，分别是Dasypogonales、Huales、Oncothecales、Sabiales，并建议将被子植物的20个主要分支处理为超目。对被子植物的八大主干分支，包括基部ANA阶的无油樟目（Amborellales）、睡莲目（Nymphaeales）和木兰藤目（Austrobaileyales），以及核心被子植物的五大分支金粟兰目（Chloranthales），木兰类（magnoliids），单子叶植物（monocots），金鱼藻目（Ceratophyllales）和真双子叶植物（eudicots）系统关系的深入研究表明，核心被子植物在分化早期可能发生了快速辐射演化。除了几个发生了辐射分化的目，如金虎尾目、虎耳草目、杜鹃花目和唇形目，以及叶绿体基因可能完全丢失的大花草科（Rafflesiaceae），以及另外4个叶绿体基因严重丢失的异养植物科Apodanthaceae, 蛇菰科（Balanophoraceae）, 帽蕊草科（Mitrastemonaceae）和Thismiaceae外，大部分目级和科级水平的系统发育关系得到了很好的解析，有望全面更新APG IV系统。
10月29日，该研究成果以“Plastid phylogenomic insights into relationships of all flowering plant families”为题在国际生物学重要期刊BMC Biology在线发表。昆明植物所李洪涛、骆洋、甘露、马朋飞、高连明、杨俊波和蔡杰为论文共同第一作者，李德铢和伊廷双研究员为共同通讯作者。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项（No. XDB31000000）、中国科学院重大科技基础设施开放研究项目（No. 2017-LSF-GBOWS-02）、国家自然科学基金国际（地区）重点合作研究项目（31720103903）、科技基础资源调查专项（No. 2019FY100900）、种质资源库开放研究项目（No. E16O8411D1）、国家自然科学基金项目（No. 31570333）、中国科学院青年促进会（No. 2015321）和云岭高端外国专家项目（No. YNQR-GDWG-2017-002、No. YNQR-GDWG-2018-012）的支持，前期工作通过昆明植物研究所iFlora研究计划（No. 2014-4-11）启动。
图1：被子植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：被子植物科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个虚线连接的科（Apodanthaceae, Balanophoraceae, Mitrastemonaceae，Rafflesiaceae和Thismiaceae）根据原有研究结果设定