大屬植物占全球有花植物物種總數(shù)的25%以上，在全球植物多樣性中舉足輕重。然而，對大屬的分類學研究，尤其是全球尺度的研究遠遠落后于其他屬。這類植物數(shù)量龐大，分布廣泛，多呈洲際間斷，并頻繁發(fā)生輻射演化，加之屬下分類可用性狀少，導致解析大屬在全球尺度的系統(tǒng)發(fā)育，構建完整的分類系統(tǒng)難度很大，被學界視為分類學領域的“黑洞”，相關研究長期停滯不前。

蒿屬是菊科的一個大屬，有500多種植物，主要分布在北溫帶，具有重要的科學和經(jīng)濟價值。然而，經(jīng)過一百多年的努力，至今仍缺乏一個穩(wěn)健的全球系統(tǒng)發(fā)育框架與完整的分類系統(tǒng)，這明顯制約了我們對蒿屬植物的深入理解與有效利用。

為破解這一難題，國家植物園（南園）科研團隊聯(lián)合世界多國植物學家，廣泛采集與觀察全球蒿屬植物，展開系統(tǒng)研究。經(jīng)過多年不懈探索，團隊構建起迄今為止物種覆蓋范圍最廣的蒿屬植物系統(tǒng)發(fā)育框架，同時首次在全球尺度解析了20個形態(tài)性狀的演化規(guī)律，評估了其分類價值，并據(jù)此提出了一個全球蒿屬植物分類新系統(tǒng)。

全球蒿屬植物系統(tǒng)發(fā)育和分類框架

該系統(tǒng)將蒿屬劃分為8個亞屬、24個組，使全屬99.6%（502/ 505）的物種有了細致的分類假說。該系統(tǒng)將龐大的蒿屬拆解為多個便于在有限時間內(nèi)完成分類研究的單元，并界定了各單元的形態(tài)特征，為難以開展分子實驗的研究者提供了可靠框架。此項工作為從全球視角理解蒿屬植物的演化與生態(tài)適應機制及開發(fā)利用蒿屬植物資源，奠定了堅實的分類學基礎。

該研究不僅為破解大屬分類難題提供了重要范例，更揭示了一種新的研究路徑：通過深入挖掘新性狀、積極采用新技術、持續(xù)推進全球合作，植物分類學者有能力解決大屬分類中長期懸而未決的難題，并大幅縮短研究周期，從而為分類學的發(fā)展注入新活力。

該成果近日在線發(fā)表于學術期刊Nature Communications上。國家植物園（南園）特別研究助理焦伯晗為論文第一作者，高天剛副研究員為通訊作者，國家植物園（南園）、華南國家植物園、中山植物園以及來自法國、西班牙、比利時、日本和俄羅斯的植物學家參與了合作研究。研究團隊將同步推出多語種的第二版蒿屬植物系統(tǒng)發(fā)育與分類圖解 (APT II)，方便全球研究者和開發(fā)者使用。這是繼2023年完成APT I后，團隊推進世界蒿屬植物專著研究的又一階段性成果。目前，APT III項目已經(jīng)啟動。研究得到國家自然科學基金委、科技部、國家植物標本資源庫和中國科學院生物分類學科學家崗位基金的資助。

編輯 | 韓藝

審核 | 梁鵬鴻