14個葉綠體基因（左）和25個核基因（右）揭示牡丹傳統(tǒng)栽培品種來源于5個野生種的雜交，5個作父本，其中3個又作了母本。 紅色表示牡丹傳統(tǒng)栽培品種，藍色表示與牡丹傳統(tǒng)栽培品種有關的牡丹野生物種。線條旁邊的數(shù)字表示分支的自展支持率（按最大簡約法/最大似然法/貝葉

“唯有牡丹真國色，花開時節(jié)動京城”，這是唐朝形容牡丹如何誘人的詩句。歷史上，栽培牡丹（PaeoniasuffruticosaAndrews）就有眾多品種，其中一些流傳至今，稱之為傳統(tǒng)牡丹品種。這些品種是怎么起源的？如何形成的？它們何以成為花中之王？近日，中國科學院植物研究所系統(tǒng)與進化植物學國家重點實驗室洪德元院士帶領的牡丹、芍藥研究團隊揭開花王牡丹由來之謎。

重點實驗室牡丹、芍藥研究團隊于20世紀90年代開始調查牡丹植物資源。通過廣泛的野外考察、居群取樣和統(tǒng)計分析，確認牡丹有9個野生種，分布于從西藏東南至中原地區(qū)，為中國所特有。通過轉錄組分析，研究團隊開發(fā)出25個單拷貝核基因標記。利用這些基因標記，研究人員重建了9個野生種牡丹的系統(tǒng)發(fā)育關系。高支持率的譜系分支與形態(tài)特征的分化非常吻合證明了這棵基因樹就是物種樹。同時，研究人員通過比較分析葉綠體基因組，找出14個高分辨率的葉綠體基因。研究人員隨機選取47個牡丹傳統(tǒng)品種，分析了這些品種的14個葉綠體基因和47個高分辨率的單拷貝核基因。結果發(fā)現(xiàn)，這些傳統(tǒng)品種源自我國中原地區(qū)（河南、陜西、山西、湖北、安徽、四川北部和甘肅東南部）的5個野生種之間的雜交。這5個野生種是中原牡丹、紫斑牡丹、鳳丹、卵葉牡丹和矮牡丹，其中中原牡丹、紫斑牡丹和卵葉牡丹既當了父本，又當了母本，而分布于西藏、云南和四川西北部的4個野生種則未參與雜交。據(jù)宋代歐陽修的“洛陽牡丹譜”記載的花王牡丹形成的人文線索，居住在中原地區(qū)的先人喜愛牡丹，遂把附近不同的牡丹野生種引入庭院栽培，這為在野外互不相遇的野生種創(chuàng)造了相遇并發(fā)生天然雜交的機會，導致種間遺傳整合，使后代的花色、花形千變萬化。因此，傳統(tǒng)牡丹品種匯集了中原地區(qū)5個野生種的遺傳資源，這解釋了花王牡丹如此姹紫嫣紅的原因。此項研究解開了傳統(tǒng)牡丹品種來源之謎。

研究成果于1月4日發(fā)表在《英國皇家學會會刊》（ProceedingsoftheRoyalSocietyBdoi.org/10.1098/rspb..1687)上。

研究工作得到了美國國家地理學會和國家自然科學基金重點項目的資助。

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