茜草科北温带重要类群的生物地理演化

Northern Hemisphere had been widely covered with tropical forestry in the early Tertiary known as Boreotropical flora, and subsequently transformed into the classic and complicate north temperate flora due to global cooling. However, prior studies mostly centered on north temperate groups without consideration of tropical relatives. The tropical family Rubiaceae is the fourth largest family in angiosperm with only a few taxa concentrated in temperate area, providing an ideal example to explore the evolutionary relationship between temperate and tropical floras. On the basis of our previous biogeographic investigations of several north temperate and pantropical disjunct taxa from Rubiaceae, this project will pay attention on the sole temperate and herbaceous tribe - Rubieae. Phylogenetic and biogeographic analyses will be conducted firstly on Rubia, an important genus from Rubieae but without any thorough molecular works. Then, we will focus on the biogeographic mechanism and process of shift from tropical woody to temperate herbaceous Rubieae with combination of key temperate taxa (Theligonum and Kelloggia) and tropical relatives of Paederieae and Putorieae under the Paederieae-Rubieae framework. Effects on speciation rates from this kind of shift are also evaluated. This study will greatly improve our understanding on origin and evolutionary history of large tropical groups such as Rubiaceae and even also global flora.

北半球在第三纪早期被泛北热带植物群广泛覆盖，后来随着全球气候变冷演变成为如今全球非常复杂的北温带生物地理模式，而以往的研究大多是孤立地研究北温带的生物地理格局。热带性质的茜草科是被子植物第四大科，只有少数类群以温带分布为主，因此它是开展温带与热带植物区系起源与演化关系非常理想的类群。本项目拟在先前开展的茜草科几组北温带间断和泛热带间断研究的基础上，选取本科唯一以温带分布为主的茜草族作为研究重点，首先对茜草属（茜草族最后一个研究空白的重要类群）开展它的北温带生物地理格局研究；然后在此基础上结合本族最近缘的关键温带类群(假繁缕属和钩毛草属)以及热带近缘类群鸡矢藤族(包括Putorieae)，在鸡矢藤族-茜草族的系统框架内来重点探讨茜草科是如何由热带木本向温带草本演化以及这种转变对其物种进化速率的影响。本项目对弄清楚像茜草科这样的热带大科甚至全球植物区系的起源和演变历史具有非常重要的意义。

本项目按计划顺利完成了对茜草科主要温带草本类群茜草族(Rubieae)的系统进化与生物地理起源演化的研究。在全球广泛取样的基础上，特别是加强对我东亚以及我国类群的取样，围绕茜草族从不同的层面详细研究各个类群的系统发育和生物地理方面的研究工作。首先开展了对茜草族关键的姊妹类群假繁缕属和钩毛茜属在北半球的生物地理演化格局的研究，揭示了青藏高原抬升对它们的分化的重要性；其次对茜草属一支开展了系统的形态学与分子系统学研究并发表了一个新种；另外对本族的主要分支，以拉拉藤属为主的复合群，开展了分支内类群间详细的系统进化关系的研究；最后全面综合以上数据开展对整个茜草族的起源与地理模式的研究，特别关于茜草族的温带分布与草本习性的起源与演化问题进行了全面的探索。其中假繁缕属和钩毛茜属的研究结果发表在国际SCI期刊Scientific Reports上；茜草属相关研究结果发表在Journal of Systematics and Evolution和Phytotaxa等国际SCI期刊上；有关广义拉拉藤属的系统进化的研究结果已经投稿Molecular Phylogenetics and Evolution；整个族的生物地理起源与演化的数据与结果也在积极整理之中，论文接近完成。目前已经正式发表论文4篇，其中SCI论文3篇，总影响因子7.3，并且后续将有2篇以上的SCI文章发表；参加国内外学术会议5次，包括第19届国际植物学大会；人才培养方面本项目已经着手培养了研究生6名，包括硕士研究生5名，博士研究生1名，3已经毕业的研究生，取得了非常优秀成绩，1名已被评为优秀毕业生。研究目标与内容没有调整和变动，本项目在各个方面都达到预期目标，圆满完成了本项目各项任务。后续工作将进一步开展，包括数据的进一步整合分析和相关文章的整理发表。