獐牙菜亞族植物的系統(tǒng)發(fā)育分析

曹 倩 徐隆華 王久利，4* 張發(fā)起 陳世龍

（1. 中國科學(xué)院西北高原生物研究所生物適應(yīng)與進化重點實驗室，西寧 810003；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100039；3. 山東省濟南市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，土壤肥料站，濟南 250002；4. 青海民族大學(xué)生態(tài)環(huán)境與資源學(xué)院，西寧 810007）

獐牙菜亞族（Subtribe Swertiinae）隸屬于龍膽科（Gentianaceae），全世界約500 余種，東亞和北美大陸是其多樣性分布中心。獐牙菜屬約有170種，以青藏高原地區(qū)分布最為豐富［1～3］。根據(jù)何廷農(nóng)分類系統(tǒng)［2］，獐牙菜亞族包括獐牙菜屬、喉毛花屬（Comastoma（Wettst.）Yoyokuni）、假龍膽屬（Gentianella Moench）、扁蕾屬（Gentianopsis Ma）、大鐘花屬（Megacodon（Hemsl.）H. Smith）、匙 葉 草 屬（Latouchea Franch.）、口藥花屬（Jaeschkea Kurz）、花錨屬（Halenia Borkh.）、翼萼蔓屬（Pterygocalyx Maxim.）、肋柱花屬（Lomatogonium A.Br.）、異型花屬、黃秦艽屬（Veratrilla（Baill.）Franch.）、輻花屬（Lomatogoniopsis T.N.Ho et S.W.Liu）、Bartonia Willd.和Obolaria L.屬。

何廷農(nóng)和劉尚武在20 世紀(jì)90 年代根據(jù)花蜜腺的著生位置，以及是否有明顯的花冠筒這兩組形態(tài)特征將龍膽族分為龍膽演化群和假龍膽演化群兩個類群［4］。隨后，Struwe［1］等將龍膽族分為龍膽亞族（Subtrib.Gentianinae）和獐牙菜亞族兩個類群，分別與龍膽演化群和假龍膽演化群對應(yīng)?；ü谙噜?個裂片中間是否存在皺襞、是否存在副萼內(nèi)膜，這兩組花部形態(tài)差異是鑒別2個亞族的重要特征［2］。胚胎學(xué)證據(jù)表明龍膽亞族和獐牙菜亞族互為姐妹類群，前者的胚胎性狀為胚胎發(fā)育茄型酸漿Ⅱ變型，后者為茄型酸漿變型［5～8］。分子系統(tǒng)學(xué)的研究結(jié)果支持獐牙菜亞族為單系類群；Bartonia、Obolaria、匙葉草屬以及大鐘花屬位于獐牙菜亞族基部；然而該亞族的一些屬并非單系群，包括獐牙菜屬、假龍膽屬、喉毛花屬和肋柱花屬等；特別是獐牙菜屬與其他屬成強的并系關(guān)系［1，9～11］，此外，解剖學(xué)［3，12～13］、細(xì)胞生物學(xué)層面的染色體數(shù)目分析［14］、孢粉學(xué)的花粉形態(tài)［15］、種皮微形態(tài)［16～19］等研究均不能為獐牙菜亞族內(nèi)類群的界定提供證據(jù)，且反映出獐牙菜屬、假龍膽屬和肋柱花屬都是多系或并系屬?？梢娾啦藖喿逑碌南到y(tǒng)關(guān)系仍是龍膽科植物學(xué)研究中待解決的重大問題。本研究旨在：①梳理獐牙菜亞族下屬間關(guān)系；②驗證獐牙菜屬的單系性，并用分子數(shù)據(jù)對現(xiàn)行的分類系統(tǒng)進行考證；③探討獐牙菜亞族的關(guān)鍵性演化特征與青藏高原環(huán)境變化的關(guān)系。

1 材料和方法

1.1 材料

植物材料與數(shù)據(jù)收集：內(nèi)類群的實驗材料依托本研究組與中國科學(xué)院青藏高原生物標(biāo)本館（HNWP）多年的野外采集與整理。DNA 材料包括野外直接采集硅膠脫水的葉片和直接從標(biāo)本上采集的葉片。憑證標(biāo)本保存于HNWP。部分內(nèi)類群和外類群的目標(biāo)DNA 序列從NCBI 的GenBank 網(wǎng)站下載而來。實驗材料來源及GenBank 序列號見附表1。

1.2 實驗方法

采用改良的CTAB 法［20］進行總DNA 提取。rbcL 上下游引物分別為1F（ATGTCACCACAAACAGAAAC） 和 724R （TCGCATGTACCTGCAGTAGC）［21］；matK 上下游引物分別是390F（CGATCATTCATTCAATATTTC）和 1326R（TCTAGCACACGAAAGTCGAAGT）［22］。PCR 反 應(yīng) 體 系 液 為25 μL：2.5 μL 的10×PCR Buffer（含1.5 mmol·L-1MgCl2），Taq DNA 聚合酶（TaKaRa，大連）1 個單位，15～30 ng 總DNA 模板，用雙蒸水補足25 μL。PCR擴增反應(yīng)程序：94℃預(yù)變性4 min；30 個循環(huán)的94℃加熱變性1 min，54℃退火45 s，72℃延伸45 s；最后72℃延伸10 min。PCR 擴增產(chǎn)物用0.7%瓊脂糖凝膠電泳檢測，合格的PCR 產(chǎn)物交由北京三博遠(yuǎn)志生物技術(shù)有限公司純化并測序（ABI.3730XL自動測序平臺，加拿大）。

1.2.1 測序數(shù)據(jù)整理

用Chromas v2.6.5（Chromas Technelysim，Helensvale，Australia）程序查看測序數(shù)據(jù)峰圖，加以人工校對；導(dǎo)入MEGA v7.0.26［23］軟件，用MUSCLE［24］模塊對齊；將對齊后的matK 和rbcL 序列分別從MEGA v7.0.26 上以fasta 格式導(dǎo)出文件；用MEGA v7.0.26將兩段序列聯(lián)合，以fasta、nexus格式保存。

1.2.2 遺傳多樣性與系統(tǒng)發(fā)育分析

將聯(lián)合后的序列分別基于ML 和BI 法，以龍膽 目（Gentianales）茜 草 科（Rubiaceae）的Rubia tinctorum 為外類群構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。用系統(tǒng)發(fā)育研究集成網(wǎng)上計算平臺CIPRES（https：//www.phylo.org）的RAxMLv8.2.10 構(gòu)建ML 樹，用RAxML 軟件優(yōu)化（GTRCAT 命令）核苷酸替代模型，各參數(shù)取在線軟件的默認(rèn)值。在構(gòu)建BI 樹之前，通過MrMTgui 將PAUP 與MrModeltest 聯(lián)合運行，Akaike Information Criterion（AIC）結(jié)果顯示BI 分析的最佳模型是GTR+I+G，以隨機樹為起始樹，起始四條馬爾科夫鏈（Markov chain），即三條熱鏈和一條冷鏈，每隔100 代保存一棵樹，共運算9 000 000 代，丟棄前25%預(yù)熱（burin-in）樹，用余下的樹計算一致樹和各分支的貝葉斯后驗概率（PP，posterior pssibility）。

1.2.3 物種分化時間估算

用巴拿馬境內(nèi)的始新世（Eocene）沉積物中Lisianthius P.Browne（Trib.Potalieae，Gentianaceae）的孢粉進行時間校正［25］。分析過程中，剔除附表1中龍膽族之外的類群，僅保留Potalieae 族Lisianthius屬的L.skinneri 作為外類群，龍膽亞族僅保留秦艽組（Gentiana Sect.Cruciata）的麻花艽（Gentiana straminea）。

基于已獲得的葉綠體DNA 序列，通過軟件包BEAST v1.8.4 用馬爾科夫蒙特卡洛算法（MCMC）的分子序列貝葉斯分析實現(xiàn)物種分化時間的估算［26］。首先利用軟件包中的BEAUti 設(shè)置nexus 格式序列文件的參數(shù)，用MrModeltest 選擇的最優(yōu)核苷酸替代模型GTR+I+G；分子鐘設(shè)為嚴(yán)格分子鐘（Strict clock）；treeprior 設(shè)置為Speciation：YuleProcess；外類群Lisianthius 化石校正點的設(shè)定方法與Matuszak等［27］相同，把時間設(shè)為33.6 Ma（百萬年），標(biāo)準(zhǔn)方差為1.0；通過MCMC 分析，迭代10 000 000代，每1 000 代進行一次取樣。參數(shù)設(shè)置好之后生成xml 格式的BEAST 文件。將xml 格式文件上傳至CIPRES 的個人數(shù)據(jù)庫，然后通過CIPRES 提供的在線BEAST v1.8.4 分析服務(wù)運行分析程序。下載運行結(jié)果，用BEAST v1.8.4軟件包中的TreeAnatator 獲得并注釋目標(biāo)樹（最佳系統(tǒng)樹），burin 設(shè)置為10%。系統(tǒng)樹的查看與編輯處理用軟件Fig-Tree vl.4.3 完成。通過Tracer vl.5 檢測各鏈?zhǔn)欠襁_(dá)到收斂。

2 結(jié)果與分析

2.1 獐牙菜亞族系統(tǒng)發(fā)育

基于matK和rbcL聯(lián)合序列用ML法和BI法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹結(jié)構(gòu)高度一致，因此將它們合二為一（見圖1）。龍膽亞族和獐牙菜亞族各為單系，并且互為姊妹類群；在獐牙菜亞族植物中，Obolaria virginica 首先分化出來，位于亞族基部；然后分出扁蕾屬，形成單支（Gen.Gentianopsis）；隨后分出Swertia cordata 獨立支；再分出2 個并列的分支，分別是獐牙菜屬多枝亞屬支1（Subgen.Ophelia 1）和獐牙菜屬獐牙菜亞屬支（Subgen.Swertia）；然后分出Frasera albicaulis 獨立支；其余的獐牙菜亞族植物在系統(tǒng)發(fā)育樹上形成1 個大分支（HS），可以進一步被分為2 個分支：HOSSN 支由獐牙菜屬多枝亞屬2（Subgen.Ophelia 2）、橢圓葉花錨、岐傘獐牙菜和異形花屬組成；SCOGL 支包括獐牙菜屬多枝亞屬物種構(gòu)成的4 個分支（Subgen.Ophelia 3、4、5、6）、假龍膽屬支（Gen. Gentianella）、喉毛花屬支（Gen. Comastoma）、輻花（Lomatogoniopsis alpina）和肋柱花屬支（Gen.Lomatogonium）。

2.2 物種的分化時間

利用Tracer v1.5 查看各參數(shù)的分析值，顯示BEAST 運算的MCMC 迭代次數(shù)已經(jīng)滿足了有效取樣 大 小（effective sample size，ESS），大 于200。BEAST 分析基于獐牙菜亞族植物葉綠體DNA 片段rbcL 和matK 的系統(tǒng)發(fā)育樹（見圖2），系統(tǒng)樹上各個分支節(jié)點處的數(shù)字為相應(yīng)類群的分歧時間（Ma）。分析結(jié)果顯示，獐牙菜亞族與龍膽亞族的分化發(fā)生于31.13 Ma；Obolaria 屬是獐牙菜亞族中最古老的類群，分化于24.13 Ma；隨后扁蕾屬于20.96 Ma 分化出來；獐牙菜屬位于中部，形成系統(tǒng)發(fā)育樹的主干類群；假龍膽屬、喉毛花屬、肋柱花屬和輻花屬組成了獐牙菜亞族中最為進化的類群，分化于10.58～0.11 Ma。獐牙菜亞族49 個種（占獐牙菜亞族物種的85.96%）在約4 Ma 開始形成（第三紀(jì)末期及以后）；其中有39個種（占獐牙菜亞族物種的68.42%）在約2.5 Ma 開始形成（第四紀(jì)）。

3 討論

3.1 獐牙菜亞族的屬間分類系統(tǒng)

Obliaria 位于亞族的基部。在其他學(xué)者的研究中，獐牙菜亞族的基部類群還包括匙葉草屬（Latouchea）［9］，Bartonia［3，11］和 大 鐘 花 屬（Megacodon）［3］。從地理分布分析，基部類群多是一些地理隔離的單種屬或只包含少數(shù)種的小屬，如Obliaria屬（1種）和Bartonia屬（4種）分布在北美；匙葉草屬（1種）和大鐘花屬（2種）分布在中國西南和喜馬拉雅地區(qū)。位于該亞族基部的類群還包括扁蕾屬5個種形成的分支。本研究不涉及翼萼蔓（Pterygocalyx volubilis），但是在其他學(xué)者的研究里［9，11，28］，翼萼蔓嵌入扁蕾分支，表明兩者有最近的共同祖先。從形態(tài)學(xué)角度分析，除Bartonia 屬（未觀察到有花蜜腺）之外、Obliaria 屬、大鐘花屬、匙葉草屬、扁蕾屬和翼萼蔓的花蜜腺均著生于子房基部，與外類群龍膽屬相同，有別于獐牙菜亞族其他屬（大多數(shù)種的花蜜腺著生于花冠裂片上）。蜜腺著生于子房基部或許是獐牙菜亞族的祖征。

HOSSN 支包括5 個種，分別屬于花錨屬、獐牙菜屬和異型花屬。異型花與歧傘獐牙菜（S.dichotoma）的親緣關(guān)系最近，其次是花錨屬。Grisebach［29］和馬毓泉［30］基于花部形態(tài)的相似性（花絲扁平，基部略擴大；花小，花蜜腺在花冠裂片基部）先后將歧傘獐牙菜與異型花歸入腺鱗草屬（Anagallidium）。薛春迎等對花錨屬與異型花的胚胎學(xué)研究顯示二者具有子房連接處向內(nèi)突起、直生胚珠、存在承珠盤等共有衍征［6，31］，支持二者有較近的親緣關(guān)系。

SCOGL 支包含的各屬表現(xiàn)出強烈的并系關(guān)系。該支在形態(tài)學(xué)上的共同點為花蜜腺著生于花冠裂片上，有別于基部類群（蜜腺著生于子房基部或缺失）。SCOGL 支可進一步分為Subgen.Ophelia 3-Subgen.Ophelia 4-Gen.Gentianella 支和Subgen.Ophelia 5-Gentianella gentianoides-Subgen. Ophelia 6-Gentianella azurea-Comastoma pedunculatum-Lomatogonium thomsonoii-Gen.Lomatogonium支。下文中分別討論。

Subgen.Ophelia 3-Subgen.Ophelia 4-Gen.Gentianella 支由獐牙菜屬多枝亞屬的部分種（Subgen.Ophelia 3、4）和假龍膽屬的7 個種及變種（Gen.Gentianella）構(gòu)成。聚類結(jié)果表明這3 個類群擁有一個最近的共同祖先。假龍膽屬內(nèi)分類依據(jù)花冠喉部附屬物的有無以及花冠筒基部蜜腺的數(shù)量（每個裂片1 個或2 個花蜜腺）［32］。本研究中假龍膽屬獨立支的7 個種具花冠筒喉部的長流蘇狀附屬物，而游離于該支之外的種（黑邊假龍膽（G.azurea）與長梗喉毛花（C.pedunculatum）則不具備這個特征，表明花冠喉部附屬物的有無可能是一個較為準(zhǔn)確的屬間分類依據(jù)。獨立支中G.amarelle，G.propinqua 和G.propinqua subsp.Arctophila 具1 個腺體，尖葉假龍膽具2 個腺體，G.campestris，G.anglica 和G.uliginosa 的花蜜腺位置和數(shù)量未見研究報導(dǎo)，似乎花蜜腺的數(shù)量并非可靠的屬間分類依據(jù)。

Subgen.Ophelia 5-Gentianella gentianoides-Gentianella azurea-Comastoma pseudooulmonarium-Subgen. Ophelia 6-Lomatogonium thomsonoii-Gen. Comastoma-Lomatogoniopsis alpina-Gen. Lomatogonium 支成分復(fù)雜，5 個屬的19 個種在系統(tǒng)發(fā)育樹上成為平行分支，不同屬的種相互嵌入，呈并系和多系。屬間形態(tài)分類與分子數(shù)據(jù)存在一定沖突。以O(shè)phelia 6-Lomatogonium thomsonoii-Gen.Comastoma支為例，獐牙菜屬和肋柱花屬具輻狀花冠；而喉毛花屬具筒狀花冠；獐牙菜屬的多數(shù)種和肋柱花屬的雄蕊著生在花冠裂片彎缺處，而喉毛花屬的雄蕊著生在花冠筒上。類似的，在Gen.Comastoma-Lomatogoniopsis alpina-Gen.Lomatogonium 支上，喉毛花屬和肋柱花屬具花蜜腺，而輻花無花蜜腺。

3.2 獐牙菜屬的屬下分類系統(tǒng)

獐牙菜屬是一個種類繁多的大屬，屬下分為3個亞屬和11個組，包含168個物種［2］。已有的分子系統(tǒng)學(xué)研究表明獐牙菜屬是一個復(fù)系群［1，3，9～11］。本研究中，獐牙菜亞屬（Subgen.Swertia）下獐牙菜組（Sect.Swertia）和Apterae 組的植物構(gòu)成1 個單系類群，得到分子數(shù)據(jù)的強烈支持。多枝亞屬（Subgen.Ophelia）的植物聚為6 支（Subgen.Ophelia 1-6），分子數(shù)據(jù)部分支持多枝組（Sect.Ophelia）和寬絲組（Sect.Platynema）的劃分，但是不支持其余的組間分類。肉根亞屬（Subgen.Poephila）的S.albicauly為獨立支。

獐牙菜亞屬的6 個種在獐牙菜亞族系統(tǒng)發(fā)育樹的基部聚為一支（Subgen.Swertia），它們之間顯示出密切的親緣關(guān)系。何廷農(nóng)認(rèn)為該亞屬是獐牙菜屬中較為原始的類群，為多年生草本，具有莖單一，不分枝，花大而少等一系列近祖性狀［33］。在同一支內(nèi)，Apterae 組的4 個種聚為一支，獐牙菜組（Sect.Swertia）的2 個種聚為一支，它們互為姐妹支，進一步佐證了何廷農(nóng)對這2個組的劃分。

多枝亞屬是獐牙菜屬最大的亞屬，包括5 個組，89個種。本研究涉及其中3個組的21個種，它們聚為6 支（Subgen.Ophelia 1-6），下文中將分別討論它們的分類。

Subgen.Ophelia 1 包括多枝組（Sect.Ophelia）的6個種和變種（支持率100）。聚類結(jié)果支持何廷農(nóng)對多枝組的劃分，該組植物為一年生草本，莖強烈分枝，每個花冠裂片通常具有一個蜜腺，花通常4數(shù)［2］。

Subgen.Ophelia 2 包 括S.paniculata 和 獐 牙 菜，分別屬于寬絲組（Sect.Platynema）和多枝組。同一支內(nèi)還包括橢圓葉花錨-歧傘獐牙菜-異型花支（HOSSN），與Subgen.Ophelia 2 互為姐妹支。這2支植物的親緣關(guān)系很近（支持率92），表明它們有一個共同祖先。

Subgen.Ophelia 3和Subgen.Ophelia 4同屬于一個大的獨立支，且離的很近。它們包括了Swertopsis 組的7 個種，其中Subgen.Ophelia 3 包括白花獐牙菜（S.alba）和大籽獐牙菜（S.macrosperma）；Subgen.Ophelia 4 包括抱莖獐牙菜（S.franchetiana）、川西獐牙菜（S.mussotii）、紫紅獐牙菜（S.punicea）和單花獐牙菜（S.subuniflora）。聚類結(jié)果支持何廷農(nóng)對Swertopsis 組的劃分，花冠裂片具2 個腺窩，種子表皮具網(wǎng)紋，種子不具棱脊和翅，花通常5 數(shù)［2］。但值得注意的是，同屬于Swertopsis 組的云南獐牙菜和細(xì)瘦獐牙菜（S.tenuis）聚為Subgen.Ophelia 6，且離Subgen.Ophelia 3 和Subgen.Ophelia 4 較遠(yuǎn)，位于系統(tǒng)發(fā)育樹上比較進化的位置。

Subgen.Ophelia 5 包括多枝亞屬寬絲組的4 個種和Swertopsis 組的印度獐牙菜（S.chirayita），位于系統(tǒng)發(fā)育樹比較進化的位置。聚類結(jié)果部分驗證了何廷農(nóng)的觀點，即寬絲組和藏獐牙菜組（Sect.Kingdon-Wardia）是獐牙菜屬演化程度最高的組，具有花絲基部極度增大、花冠裂片各具一個腺窩和流蘇減退等衍征［33］。本研究不包括藏獐牙菜組植物，故無法顯示其系統(tǒng)位置。但在郗厚誠等人的研究中，寬絲組和藏獐牙菜組聚在一起，且位于獐牙菜屬比較進化的分支［11］。

本研究涉及肉根亞屬的植物只有密花組（Sect.Frasera）的S.albicauly，為獨立支。在前人的分子系統(tǒng)學(xué)研究中，密花組位于獐牙菜亞族系統(tǒng)發(fā)育樹的基部，與獐牙菜屬其他植物是并系關(guān)系［3，9，11］。在歷史上，密花組植物的劃分一直存在爭議，多位學(xué)者根據(jù)不同的形態(tài)特征將密花組歸入獐牙菜屬或從中劃出［2，34～35］。目前關(guān)于肉根亞屬密花組的分子系統(tǒng)學(xué)研究較少，需要引入更多的物種來分析該組的系統(tǒng)位置以及與其他近緣類群之間的關(guān)系。

3.3 獐牙菜亞族的系統(tǒng)發(fā)育

本研究中青藏高原分布的獐牙菜亞族植物約在24 Ma開始形成，相當(dāng)于第三紀(jì)中新世早期。地質(zhì)證據(jù)顯示漸新世與中新世之交是青藏高原構(gòu)造演化的一個關(guān)鍵時期，高原中部在早中新世隆升到接近3 000 m 高度，所產(chǎn)生的降溫效應(yīng)使青藏高原地區(qū)從熱帶和亞熱帶環(huán)境轉(zhuǎn)為與溫帶氣候一致的溫涼環(huán)境，草本植物在早中新世開始有了進一步的發(fā)展［36］。在這一時期出現(xiàn)了獐牙菜亞族植物的原始類群，以獐牙菜亞屬植物為代表，其特點為多年生草本，莖單一，不分枝，花大而少。

之后的20 Ma 到10 Ma 期間，青藏高原進一步抬升，喜馬拉雅山脈和天山等山脈有明顯的升高，強烈地改變了大氣環(huán)流，同時全球溫度從第三世紀(jì)中新代中期的最適溫度變得有所下降，形成了涼爽、干燥的氣候［37］。這一時期，獐牙菜亞族植物出現(xiàn)了一年生草本，莖有強烈分枝，花小而多的類群，以Subgen.Ophelia 為代表。新的類群在生命周期內(nèi)可以產(chǎn)生大量種子，因而更能適應(yīng)變化的環(huán)境。在氣候適宜的情況下，新物種產(chǎn)生為數(shù)眾多的后代個體，為大量的變異提供了可能。

10 Ma至今，青藏高原在第三紀(jì)中新世晚期和上新世時期進一步抬升，喜馬拉雅山脈阻擋了來自印度洋的幾乎全部暖濕氣團，青藏高原寒旱化；從4 Ma 開始，青藏高原受第四紀(jì)冰川活動的影響［38～39］。復(fù)雜的地貌和急劇變化的氣候造成獐牙菜亞族植物產(chǎn)生許多隔離的小種群，由于分異選擇以及隨機因素而發(fā)生輻射式分化，在相對較短的時間內(nèi)形成適應(yīng)于局部環(huán)境的新種。輻射式分化的過程最終導(dǎo)致了今日獐牙菜亞族植物的多樣性。本研究中86 種獐牙菜亞族植物中有49 個種在約4 Ma 形成，包括Subgen.Ophelia 的一些種、假龍膽屬、喉毛花屬、?；▽俸屠咧▽佟＿@一類群是獐牙菜亞族分化最為豐富、生態(tài)適應(yīng)幅度最廣的類群，既有高原分布，也有平原分布；同時適應(yīng)各類生境，包括高山流石灘、草甸、草原、濕地和森林。

另一個需要回答的問題是為什么獐牙菜亞族不同屬間存在可見的、比較穩(wěn)定的形態(tài)變異，在系統(tǒng)進化樹上卻難以辨認(rèn)？多位學(xué)者使用不同的基因片段和物種研究獐牙菜亞族的系統(tǒng)發(fā)育，均得到大致相同的結(jié)果，表現(xiàn)為形態(tài)分類系統(tǒng)與分子數(shù)據(jù)之間存在沖突［3，9，11］。從進化的角度解釋這一問題，新種的形成是一個緩慢的過程，通常要經(jīng)過幾萬年的時間，變異經(jīng)過自然選擇和遺傳漂變在群體中固定下來，最終成為分化完全的物種，即來自兩個最近共同祖先的種，既有形態(tài)上的間斷，又有生殖隔離，而且各自為單系［40］。獐牙菜亞族植物的祖先在青藏高原地質(zhì)和氣候劇烈變化的驅(qū)動下，發(fā)生了快速的輻射進化，表現(xiàn)出豐富的形態(tài)性狀多樣化，如花冠的形狀與長度、蜜腺的數(shù)量與著生位置、蜜腺附屬物及花冠喉部附屬物的變異等。但是該類群在相對較短的時間內(nèi)還沒有積累足夠的基因序列變異（至少沒有足夠的可供分子系統(tǒng)發(fā)育分析識別的變異）；并且基因序列的變異還沒有經(jīng)歷遺傳漂變的選擇而在群體中固定下來。在其他更極端的例子中，維多利亞湖僅有1.46 萬年的歷史，但是有超過500 種慈鯛科魚類生活于此，而且它們都起源于共同的祖先。這些魚類有異?？斓纳掣綦x進化速度，差不多每1 000 年就產(chǎn)生1 個新的物種，但是物種之間的DNA 序列差別很小［41］。

青藏高原地區(qū)也提供了豐富的例子，大量物種與獐牙菜亞族植物有相似的進化史，包括大鐘花屬、狹蕊龍膽屬和雙蝴蝶屬［42］；川木香屬、重羽菊屬、黃纓菊屬［43］以及風(fēng)毛菊屬［44］等。青藏高原近期抬升導(dǎo)致的氣候變化，再加上草本植物快速的替代性，造就了草本植物的快速分化，新的物種呈輻射式增長。青藏高原因此也成為全球植物多樣性最高的地區(qū)之一，被認(rèn)為是中國草本植物的搖籃［45］。

本研究采用的獐牙菜亞族植物主要來自國內(nèi)，且以青藏高原居多，因此所揭示的該亞族系統(tǒng)演化關(guān)系與物種分化時間都存在地域偏向。許多分布于國外地區(qū)的類群（Bartonia、Obolaria、假龍膽屬大多數(shù)種、獐牙菜屬肉根亞屬的絕大多數(shù)種）并未納入研究。本實驗室下一步將采用基因組技術(shù)來解決基因片段分辨率不足的問題，對近緣種開展群體遺傳多樣性分析，并用生態(tài)位模擬近緣種間是否有明顯的生態(tài)位分化，以求揭示獐牙菜亞族植物真實的演化過程。