世界绿绒蒿属（罂粟科）的分类修订

Plants of the genus Meconopsis Vig. (Papaveraceae) are flagship species of the unique alpine flora in the Pan-Himalayan region, and are also famous as horticultural and medicinal plants. However, the phylogeny of Meconopsis remains unresolved and species delimitation of a considerable amount of taxa is controversial. In this project we intend to conduct an exhaustive taxonomic revision of the genus. Firstly, we will carry out extensive population sampling in fields and analyze variation and stability of morphological characters. Then, a reliable taxonomic framework of the genus will be reconstructed mainly based on morphological and molecular (phylogenomic) data. Next, an integrative approach will be conducted to delimit the species of Meconopsis from multiple and complementary perspective (geographical, ecological, morphological, cytological, population genetic data). Finally, we will establish a natural taxonomic system of Meconopsis Vig. and compile a monograph of the genus.

绿绒蒿属是泛喜马拉雅地区独特高山区系成分的典型代表，也是著名的高山花卉与药用植物，具有重要的理论研究和应用价值。但是，由于绿绒蒿属的形态性状变异复杂且经历了平行演化，加上进化历史早期的杂交和多倍化等事件，属下分类系统和演化关系不清，物种界定困难，新类群不断发表，分类混乱。本项目选择绿绒蒿属这个物种数目适中但分类学问题较多的类群，以居群概念为指导，以形态性状研究及统计学分析结果为依据，以组学数据构建的坚实的系统发育关系为框架，综合地理学、细胞学、分子系统学、群体遗传学等多学科证据，建立绿绒蒿属自然的分类系统，完成世界绿绒蒿属的分类修订。这将对绿绒蒿属植物的合理利用、科学保护及深入理解泛喜马拉雅地区植物多样性的形成机制具有理论和现实意义。

绿绒蒿属植物基因组庞大且存在复杂的杂交和多倍化，利用组学测序开展分子系统学研究的难度很大。传统的方法无法构建可靠的系统发育框架，其物种界定和分类鉴定仍然存在很大挑战。本研究以绿绒蒿属及其近缘类群的28个物种46个体为研究对象，基于转录组数据开展绿绒蒿属的系统发育重建，追溯其多倍体进化历史并探讨多倍化物种形成机制。通过使用不同的基因集、不同的数据集及不同的建树方法重建了绿绒蒿属的系统发育树，探讨了绿绒蒿属植物的多倍化过程。主要结果如下：.1）.基于830个直系同源基因（OGs）构建的系统发育关系表明，绿绒蒿属全部物种聚为单系并有较高的支持率，属下形成4个分支，支持将绿绒蒿属分为4个组。.2）.祖先染色体数目重建结果显示，绿绒蒿属的祖先染色体数是2n=28，属下的4个组中，锥花组和报春组的祖先染色体数为2n=28，在锥花组内又发生了一次多倍化事件。皮刺组的祖先染色体数目为2n=56，推测其最近共同祖先发生了一次多倍化事件。结合转录组数据SNP位点的分析结果，我们认为绿绒蒿属植物的异源多倍化的发生频率高于同源多倍化。.3）.网状进化分析结果显示，绿绒蒿属（Meconopsis）属下的皮刺组、报春组和锥花组中现有物种间未发现种间杂交现象，在大花组的物种间有着复杂的网状进化关系。结合植物染色体数目，我们推测大花绿绒蒿M. grandis（2n=118, 120, 164）为异源多倍体物种，其亲本可能为单叶绿绒蒿M. simplicifolia（2n=82, 84）和藿香叶绿绒蒿M. betonicifolia（2n=82）。单基因树拓扑结构的统计发现单基因树的拓扑结构与物种树的拓扑结构有着较多冲突，进一步支持了属下物种间的杂交现象。.在以上研究的基础上，本项目以居群概念为指导，以形态性状研究及统计学分析结果为依据，以组学数据构建的坚实的系统发育关系为框架，综合地理学、细胞学、分子系统学、群体遗传学等多学科证据，完成了世界绿绒蒿属的分类修订。