罂粟科植物的系统发育和时空演化

Papaveraceae is a typical family in the north temperate zone on the floristic geography. The family is therefore a key taxon to study the floristic origin and evolution within the Northern Hemisphere. In this proposal, we will use a greatly enlarged taxon sampling (ca. 300 species, representing all currently recognized 42 genera of the family and covering the geographic ranges of each genus). Based on morphology in combination with nine DNA sequence data, including plastid rbcL, atpB, matK, ndhF, trnL-F, rps16, and trnG, and nuclear ITS and 26S rDNA, we will first reconstruct a robust phylogenetic framework for Papaveraceae. By an integration of phylogenetic, character evolution, molecular dating, and biogeographic methods, we will then explore the potential effect of constraining maxareas on biogeographic inferences, investigate the temporal and spatial evolution patterns of the family on a worldwide basis, and consequently elucidate how the biogeographical links among different floristic regions within the Northern Hemisphere have been established. By this proposal, we will provide new insights into the origin and evolution of the floras of the Northern Hemisphere.

罂粟科在区系地理上属于典型的北温带分布科。因此，它是研究北半球不同植物区系相联系历史的理想关键类群。在已有研究的基础上，本项目拟选取罂粟科植物约300种，代表了该科全部42属并覆盖每一属的分布区，利用9个DNA片段和形态性状重建罂粟科植物的系统发育树；整合系统发育、性状进化、分化时间和生物地理等分析方法，探讨限制祖先分布区数目对其生物地理推断的影响，揭示罂粟科植物时空演化的格局及其成因。通过本项目研究，将会加深人们对罂粟科植物进化历史和北半球不同植物区系间渊源的理解，也会为其他类群生物地理学的深入研究提供借鉴和参考。

北半球生物的地理分布格局长期以来吸引着植物学家和生物地理学家的注意。作为典型的北温带分布科，罂粟科是研究北半球不同植物区系间联系的理想关键类群。本项目利用自测序列和GenBank中的数据，解决了罂粟科亚科、族水平的分类学问题；澄清了科内一些疑难类群的分类学和系统学问题；探讨了北半球不同植物区系之间的历史联系及其生物多样性动态变化的规律。主要成果概括为以下几点：为罂粟科重建了一包括所有现存属的系统发育树；提出了世界罂粟科亚科、族水平的新分类系统，建立了7新族、1新属，归并1族3属；澄清了j参数、w参数，以及最大分布区限制和分布区划分方式对生物地理推断的影响，并揭示了罂粟科早期地理分布格局及其成因，提出了“分布区扩张和生态位分化共同促进了北半球的白垩纪陆地革命”的观点；在系统发育背景下探讨了荷包牡丹亚科和罂粟族的地理分布格局和多样化过程；揭示了罂粟科在北半球进化的地质和植被演化关键事件，并对植物分子系统学如何准确利用腊叶标本提出了建议。在本项目资助下已发表论文15篇（SCI论文13），另有3篇已投或待投。