隨著越來越多的基因序列被運用于系統發育重建中，基因樹沖突已成為分子系統發育研究中日益突出的問題，同時也是進化生物學家面臨的重要挑戰?；驑錄_突主要是指物種在不同DNA序列所構建的系統發育樹上，系統學位置的不一致。已有的研究表明，大量生物類群均存在基因樹沖突現象，如植物類群的殼斗科（Fagaceae）、薔薇科（Rosaceae）、莧科（Amaranthaceae s.l）以及動物類群的兩棲動物（Amphibian）和爬行動物（Gekkonidae）中?；驑錄_突往往會模糊物種間真實的系統演化關系，因此，了解造成基因樹沖突的原因，有助于增進我們對生物類群進化歷史的理解。

　　山茶屬（Camellia）隸屬于杜鵑花目山茶科（Theaceae），為山茶科的模式屬，同時也是山茶科中最大的屬，主要分布在東亞及東南亞地區。山茶屬含有眾多重要經濟林木樹種，如茶（C. sinensis）是天然保健飲料之一茶葉的原材料，油茶（C. oleifera）被稱為世界四大木本油料植物之一，山茶（C. japonica）則是著名的觀賞花卉。由于該屬物種形態變異較大，目前，基于傳統的形態特征所構建的山茶屬分類系統，即Sealy系統（82種）、張宏達系統（280種）以及閔天祿系統（119種）之間存在很大差異。此外，以往研究中利用少數片段以及完整的葉綠體基因組數據均未對山茶屬內部系統演化關系得以很好的澄清。中國科學院昆明植物研究所“東亞特征植物分類與系統演化”專題攻關組前期構建山茶科核基因系統發育框架時發現，基于轉錄組數據得到的直系同源低拷貝核基因對于山茶屬物種的系統演化關系具有較好的解析度（Zhang et al., 2022, Annals of Botany, 2022年度ESI高被引論文）。因此，進一步基于大量核基因數據對山茶屬物種開展系統發育基因組學研究，對該屬物種演化關系的理解及資源的開發利用具有重要科學意義。 

　　近期，專題組與云南大學、廣西林業科學研究院、美國密西西比州立大學等多名學者合作，基于屬下次級分類單位最多的張宏達系統取樣，共獲得山茶屬植物55種60個個體的轉錄組測序數據。通過數據組裝、直系同源基因篩選等分析流程，最終得到了1,617（1,410,067 bp）個直系同源低拷貝核基因矩陣，探討了山茶屬物種基因樹沖突的程度以及造成該沖突的可能原因。研究結果表明，基于1,617個直系同源低拷貝核基因構建的山茶屬系統發育框架不支持按照傳統形態特征提出的分類等級，如亞屬和組均不為單系，即分子證據與按照傳統形態分類提出的分類等級存在不一致，該屬深入的整合分類學研究有待開展。另一方面，利用多種檢測基因樹沖突現象的分析方法，如Phyparts分析、Quartet Sampling（QS）以及多歧分支檢測（Polytomy test）分析等，研究人員發現山茶屬存在廣泛的基因樹沖突現象。已有的研究表明，山茶屬植物可能在中新世發生了快速物種分化，從而形成現今的物種多樣性，因此研究人員推測伴隨物種快速分化過程的不完全譜系分選（incomplete lineage sorting, ILS）很可能是造成山茶屬基因樹沖突的重要原因之一。然而，雜交在山茶屬基因樹沖突及核質沖突中的作用仍需在未來的研究中進行深入探討。 

　　以上成果于近日以Phylotranscriptomic analyses reveal deep gene tree discordance in Camellia (Theaceae)為題發表在進化生物學領域主流期刊Molecular Phylogenetics and Evolution上。中國科學院昆明植物研究所已畢業博士生張瓊為論文第一作者，余香琴副研究員、楊世雄副研究員和云南大學趙建立副研究員為論文共同通訊作者。中國科學院昆明植物研究所彭華研究員、莫智瓊博士、廣西林業科學研究院葉航博士、張照遠博士以及美國密西西比州立大學Ryan A. Folk博士等對該研究做出了重要貢獻。 

　　研究得到了國家自然科學基金（32070369，32270224）、中國科學院“青年創新促進會”會員（2021393）、廣西特色經濟林培育與利用重點實驗室開放課題（JB-22-01-01）以及廣西科技計劃項目（Gui ke AB21076012）等項目的資助。同時，工作受到中國西南野生生物種質資源庫保藏中心和分子生物學實驗平臺、中國科學院昆明植物研究所標本館（KUN）、植物園等部門的大力協助與支持。 

　　文章鏈接

圖1 基于1617個直系同源低拷貝核基因得到的山茶屬Astral物種樹，同時整合基因樹一致性與沖突結果（系統樹上節點處餅圖） 

圖2 基于Astral物種樹推斷的山茶屬多歧分支檢測結果，紅色五角星表示潛在的多歧分支