黃精屬（Polygonatum）隸屬於天門冬科（Asparagaceae）黃精族（Polygonateae），包含64個物種，其中，黃精、多花黃精、滇黃精等根莖不含澱粉，富含非澱粉多糖、低聚糖、皂苷、黃酮等營養和功效成分，具有重要藥用價值。但現時黃精人工栽培種質混亂，分類系統不完善，黃精屬的起源和演化過程仍不清楚。近日，武漢植物園東亞植物演化、保護與利用學科組邱英雄研究員團隊在Molecular Phylogenetics and Evolution期刊發表題為“Out of the Himalaya-Hengduan Mountains: Phylogenomics，biogeography and diversification ofPolygonatumMill.（Asparagaceae）in the Northern Hemisphere”的研究論文。該研究利用葉綠體基因組數據構建了黃精屬可靠的系統發育框架，重建了其生物地理歷史，揭示了地質構造變化、環境因素、生物地理歷史在物種分化和性狀演化中的作用。研究結果促進了人們對北半球間斷分佈植物多樣性形成的理解，對規範黃精屬種質資源和研發種質鑒定技術提供了支撐。
研究結果發現：（1）黃精屬為單系類群，屬內分為2個支系，分別對應輪葉組，（互葉組+黃精組）（圖1左）。（2）黃精屬在約2000萬年前起源於橫斷山-喜馬拉雅地區，中新世中期青藏高原隆升、全球氣候變冷/乾旱以及東亞冬季風增强驅動該屬發生多樣化。隨後東亞夏季風增强以及全球氣候變暖促進了該屬向其他地區擴散（圖1右）。（3）輪生葉序、乳白色花和短花被筒是黃精屬的祖先性狀。花被顏色的進化反映了物種對不同地區傳粉者的適應。而橫斷山-喜馬拉雅地區多樣化的傳粉者介導的選擇可能促進了該地區特有種的形成。（4）黃精屬內的核型變化、染色體數目非整倍化减少和多倍化過程促進了黃精屬物種分化和適應性進化（圖2）。
浙江大學博士研究生夏茂芹為論文第一作者，武漢植物園邱英雄研究員和浙江農林大學斯金平教授為共同通訊作者。研究工作得到了國家自然科學基金（No. 31872652，No. 32161143003）、浙江省農業新品種培育重大科技專案（No. 2021C02074，No. 2016C02058-4）和浙江農林大學國家重點實驗室開放基金項目（KF201906）的資助。
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圖1基於78個葉綠體蛋白質編碼基因構建的黃精屬的系統發育樹（左）、分化時間及祖先分佈區重建（右）
圖2祖先性狀重建（a）葉序，（b）花被管長度，（c）花被顏色，（d）基本染色體數目