💡这项突破是什么?
ta-index="9">花为代表的锦葵亚科表现出最高的二倍化程度：与其他古多倍体亚科相比，其融合的染色体数量和丢失的共线性基因数目断崖式领先，且明显高于与其共享古十倍化的木棉亚科；而锦葵亚科也是所有亚科中种属数量最多的，因此推测二倍化可能对物种多样性的形成至关重要。
为检验这一假说，研究团队首次创建了在染色体水平评估二倍化程度的指数—异倍化率（Dysploidy rate），并结合在基因水平的二倍化程度指数—基因丢失率（Gene loss rate），使用锦葵科所有古多倍体亚科的数据集对二倍化程度与亚科的物种多样性的关系进行了深入分析。结果显示，染色体水平的二倍化程度与亚科的物种多样性呈显著正相关，相关系数R 2 达0.9以上。基因水平的二倍化程度与物种多样性之间的相关性在属水平上也得到一定支持（R 2 = 0.44）。这使得古多倍体的多样化与二倍化相关的假说得到了验证。这一假说可调和多倍体演化意义的矛盾：多倍化本身并非特效药，而是一把双刃剑，其有害的一面（减数分裂紊乱等）经常是致命的，多倍体只有在一定程度上完成二倍化进程才能消除有害的一面、扩大有利的一面，最终实现演化成功，否则容易进入演化的“死胡同”。因此，新多倍体经常失败（比如人工多倍体育种经常不成功），而完成了二倍化的古多倍体则较为成功。这也解释了为何被子植物的古多倍体谱系通常在多倍体形成一段时间后才开始多样化。
该研究通过解决“锦葵科之谜”，解析了锦葵科复杂的古多倍化及二倍化演化历史，并发现证据支持二倍化与古多倍体演化成功之间的关联，为理解植物多样性的起源与演化提供了新的视角。研究结果以Reticulate allopolyploidy and subsequent dysploidy drive evolution and diversification in the cotton family为题发表在国际著名期刊Nature Communications。中国科学院昆明植物研究所张仁纲博士研究生，曲阜师范大学赵航副教授，美国亚利桑那大学Justin L. Conover博士，昆明植物所尚鸿运博士研究生为该论文共同第一作者。中国科学院昆明植物研究所马永鹏研究员，中国农业科学院棉花研究所葛晓阳研究员，美国爱荷华州立大学Jonathan F. Wendel教授，捷克马萨里克大学Martin A. Lysak教授，中国科学院武汉植物园李大卫研究员为论文共同通讯作者。昆明植物所刘德团副研究员，周敏洁硕士研究生（已毕业），刘雄芳博士后，山东省农业科学院贾凯华副研究员等参与了该工作。该研究获得了国家自然科学基金项目（32471734），国家重点研发计划项目（2024YFF1307400）等基金的支持。
图1 锦葵科基因组复杂的网状多倍化及二倍化演化历史重建
图2 锦葵科古多倍体的二倍化模式及其与物种多样性的关系
