东南亚是全球生物多样性最为丰富的地区之一,该地经历了中新世以来复杂的地质气候变迁,其生物多样性演化历史备受生物地理学研究的关注。兰科兰属(Cymbidium Sw.)是东南亚的代表类群,主要分布在中国西南山地至东南亚群岛,延伸可分布至澳大利亚东北部,约60余种。其中,兰属中的春兰、建兰、寒兰等地生兰被称为“国兰”,具有非常高的经济和观赏价值。由于早期研究取样比例低或基因序列信息位点不足,兰属植物系统发育关系尚未较好解决。中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)联合中国科学院昆明植物研究所(以下简称“昆明植物所”)等单位科研人员选取兰属11组56种,基于质体基因组系统发育重建,并解析了兰属植物在东南亚的多样性演化历史。

研究表明兰属植物分成四个主要分支,传统划分11组有9组为单系。兰属植物可能起源于早中新世东喜马拉雅至北中南半岛,板块运动与海平面升降为兰属植物在东南亚的迁移扩散提供了通道。兰属植物多样化速率呈下降趋势,与温度和季风强度变化呈正相关。季风增强提高水热条件可能加快了物种多样化,而随后全球气候变冷可能与多样化速率减缓有关。进一步分析表明生活型从附生到地生的转变可能与适应寒冷环境相关,进而地生兰迁入北部的亚热带生态位。因此,本研究为未来兰属的系统分类学与保护生物学研究奠定了基础,同时为季风活动和温度变化如何影响东南亚植物多样性演化提供了新的例证。

该研究成果以Plastid phylogenomics provides new insights into the systematics,diversification,and biogeography ofCymbidium(Orchidaceae)为题在线发表在Plant Diversity上。版纳植物园博士研究生陈海瑶为第一作者,郁文彬研究员和昆明植物所杨俊波教授级工程师为通讯作者,昆明植物所李德铢研究员、亚吉东助理工程师和张志荣工程师,中国科学院植物研究所金效华研究员,昆明医科大学陆露教授,以及版纳植物园王林高级工程师和姚昕博士参与了该研究。

该研究得到中国科学院先导项目、科技部基础专项和云南省科技厅、版纳植物园“十四五”等项目支持。