分类学是生命科学的重要基石,旨在精确界定物种边界、构建反映亲缘关系的自然分类系统。近期,中国科学院武汉植物园胡光万研究团队在米面蓊属(Buckleya)(百蕊草科/广义檀香科)的系统学研究上取得进展,为这一东亚—北美间断分布类群的长期分类争议提供了清晰解答。
米面蓊属为半寄生植物,分布于中国、日本和北美东南部,目前有5个已识别种:棱果米面蓊(B.angulosa)、北美米面蓊(B.distichophylla)、秦岭米面蓊(B.graebneriana)、米面蓊(B.henryi)和日本米面蓊(B.lanceolata)。其分类长期存在争议,尤其是“米面蓊”与“日本米面蓊”界限不清,“棱果米面蓊”的分类地位不明,导致大量标本误定。
研究团队采集了覆盖全部5个已识别种的21份样品,补充29个檀香科广义质体基因组和27套Angiosperms353核基因数据,并结合286份标本的形态数据和763条分布记录,重建了该属系统发育关系,并进行了生态位分化分析与未来适生区预测。
分子系统学结果显示,面蓊属为单系类群,与百蕊草属(Thesium)互为姐妹群,同属百蕊草科(图1)。质体基因组中NDH家族广泛丢失或假基因化,仅ndhB可能保持完整功能(图2)。综合形态与分子证据,研究支持承认4个种:米面蓊(B.henryi)、日本米面蓊(B.lanceolata)、秦岭米面蓊(B.graebneriana)和北美米面蓊(B.distichophylla),并将棱果米面蓊(B.angulosa)归入米面蓊(B.henryi)。研究通过苞片长度、花梗长度、叶尖形态及茎干纵裂或皮孔等稳定鉴定性状,厘清了米面蓊(B.henryi)与日本米面蓊(B.lanceolata)的界限(图3)。此外,本研究对该属承认的4个物种进行了分类修订,重新整理了其分类历史,提供了异名、模式标本、形态描述、生境信息、濒危等级、分布等详尽的分类资料。
分子钟分析表明,该属约在早中新世起源,物种分化主要受降水格局驱动(图4)。未来气候情景下,北美米面蓊(B.distichophylla)的适宜生境可能扩张,秦岭米面蓊(B.graebneriana)则可能明显收缩;保护策略应优先建设连接当前与未来适宜生境的生态廊道(图5)。
该研究以题为“A revised phylogeny and taxonomy of Buckleya (Thesiaceae)”的论文发表在植物分类领域经典期刊TAXON上,中国科学院武汉植物园与中南民族大学联合培养的博士研究生沈才全为论文第一作者,中南民族大学刘虹教授、中国科学院武汉植物园胡光万研究员为通讯作者。研究得到中南民族大学学术创新团队(XTZ24020、CZD24002)、湖北省自然科学基金优秀研究团队项目(2025AFA009)、中国科学院生物分类学科学家项目(CAS-TAX-24-39)等的资助。

图1 质体树(A)与 353 基因树(B)的拓扑结构对比,非重点分支已做合并处理。

图2 基于叶绿体编码序列的广义檀香科系统发育重建。分支节点处的数字代表自展支持率。
图3 四种米面蓊属(Buckleya)物种关键形态特征的比较(米面蓊 - A1、B1、C1、D1、E1;日本米面蓊 - A2、B2、C2、D2、E2;秦岭米面蓊 - A3、B3、C3、D3、E3;北美米面蓊 - A4、B4、C4、D4、E4)。

图4 基于叶绿体基因组构建的时间校正系统发育树

图5 未来气候情景下(SSP2-4.5 情景,CMIP6 BCC-CSM2-MR 模式)4 种米面蓊属物种适宜生境面积的预估变化







