毛茛科植物的系统发育和多样化：生态机会和关键创新

Understanding how biodiversity is shaped through time is a fundamental question in biology. The Ranunculaceae could have undergone multi-rapid radiations over time. In this proposal, we will first reconstruct a robust mega-phylogenetic framework at the species level for the family using four chloroplast and nuclear loci(rbcL, matK, trnL-F, and ITS) loci on the basis of our previous studies and data in GenBank. The combined data set of four loci will be assembled using a supermatrix method, which contains approximately 1200 of 2500 species in the family. By integrating phylogenetic, biogeographic, molecular dating, diversification analytical, and morphological evolution inferring methods, we will investigate the temporal and spatial diversification of the Ranunculaceae on a global scale, explore the correlation between ecological opportunities and key innovations within the family, and consequently elucidate the evolutionary dynamics of biodiversity of the Ranunculaceae plants over time. By this proposal, we will gain new insights into phylogeny and diversity of the Ranunculaceae.

利用超矩阵的方法组装包含约1200个毛茛科物种的4个DNA片段的分子矩阵，重建该科植物种级水平的超大系统发育树。然后整合系统发育、分化时间、生物地理、多样化和形态性状进化等分析方法，阐明毛茛科植物在世界范围内的时间、空间上的多样化式样，探讨科内不同支系的关键创新和生态机会的联系，从而揭示其多样性动态变化的规律和机理。通过本项目的研究，不仅有助于深入理解毛茛科植物的进化历史，而且为今后开展其他植物类群的生物多样性进化动态的研究提供借鉴。

生物多样性的进化历史是生物学领域的一个基本科学问题。毛茛科植物是开展生物多样性进化动态研究的理想材料。本项目利用自测序列和GenBank中的数据，解决了科内一些研究薄弱的类群的系统发育问题；探讨了一些重要类群的时空演化格局；揭示了毛茛科植物多样性的动态规律和机理。主要成果概括为以下几点：重建了翠雀族、毛茛族、黄连属和人字果属的系统发育关系，建立了1新属和1新亚属，归并了1属；在系统发育背景下探讨了毛茛族、人字果属、黄连属和翠雀亚属的生物地理分布格局及其成因；整合系统发育、生境重建、多样化等分析方法显示毛茛科起源于白垩纪中期的被子植物森林中，早期分化出的三个支系均为林下成分，在白垩纪晚期（83–74 Ma）发生了快速辐射，该时期全球干旱的气候和生态位由林下转变为高山草地共同促进了毛茛科植物早期的多样化，由此我们提出了“以草本被子植物占优势的林下草本层与以被子植物占优势的森林的兴起是同步的，共同参与了白垩纪的陆地革命”的观点；选取1231个毛茛科物种，利用5个DNA片段重建了该科种级水平的系统发育树，探讨了关键性状的进化和多样化式样；改进了植物分子系统学数据分析的办法。在本项目资助下已发表SCI论文13篇，另有2篇已投或待投。