近日，由四川大学牵头，与华北理工大学、哈佛大学、兰州大学的研究人员合作完成的题为“Prickly waterlily and rigid hornwort genomes shed light on early angiosperm evolution”（《芡实和金鱼藻基因组揭示被子植物早期演化》）的论文成果在Nature Plants上发表。我校为论文第一单位，我校生命科学学院刘建全教授为该项目的总负责人，并与我校席祯翔教授、华北理工大学王希胤教授、哈佛大学Charles C. Davis教授共同为论文的通讯作者。
被子植物也称即开花植物，是地球上物种最丰富的植物类群；其早期的快速演化被达尔文称为‘讨厌之谜’（Abominable mystery），主要分支之间的演化历史始终存在争议。被子植物主要为陆生，在早期被子植物中也出现了水生生活的类群。《芡实和金鱼藻基因组揭示被子植物早期演化》研究成果，对两种早期演化分支的水生植物代表种：芡实和金鱼藻，进行了基因组测序，装配出染色体水平的基因组序列，通过与其它代表性陆生被子植物代表基因组进行了深入的比较分析，揭示了被子植物早期的复杂演化历史。值得一提的是，Nature Plants同期还配发了题为Aquatic angiosperm ambiguities answered（揭晓水生被子植物演化之谜）的评论文章，对该项工作进行了解读和点评。该研究发现被子植物的五个主要演化分支——金鱼藻、睡莲类（芡实为代表）、木兰类、单子叶植物和真双子叶植物——早期都经历了独立的多倍化事件，芡实最近还经历了一次基因组加倍（图1）。
图1
该研究利用多个数据集和多种方法的构树分析表明，无油樟和睡莲类依次是其他被子植物的姐妹群，同时推测金鱼藻是真双子叶植物的姐妹群。研究还发现，除杂交外，不完全谱系筛选可能是早期被子植物辐射分化过程中，引起主要分支之间基因树、或核基因组-叶绿体基因组系统发育树分支关系不一致的主要原因（图2）。
图2
该研究对于阐明被子植物中主要分支的演化次序和生境转变，同时为后续生命之树，特别是水生被子植物适应性演化、不同类群加倍事件的研究都提供了基本框架。
被子植物是人类大部分食物的来源，并为地球光合作用和碳固定做出了重要贡献。该研究为认识被子植物早期辐射演化历史提供了证据。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41477-020-0594-6
https://www.nature.com/articles/s41477-020-0607-5
