近年来，系统发育基因组学（Phylogenomics）的广泛应用为众多疑难生物类群系统关系的解析提供了极大帮助，进一步深化了人们对于“生命之树”（Tree of Life）的理解与认识。对于被子植物（有花植物）类群，大量系统发育基因组学研究的开展使得目与科级水平的系统关系不断解析并逐渐稳定，然而对于科下属级水平的研究还存在较大欠缺，尤其对于被子植物中的一些大科，目前相关研究主要集中于对亚科与族水平的代表类群取样，在属级层面广泛取样的研究还较少，尤其对于大科类群在属级层面近乎全面取样的研究还鲜见报道。因此，对被子植物大科类群在属级层面进行深入的系统发育基因组学研究依然是探讨被子植物“生命之树”的重要内容。

棕榈科（Arecaceae）隶属于被子植物单子叶鸭跖草分支（Commelinid monocots），包含约181属2600余种，是具有重要经济、文化及生态价值的大科。该科数百个物种在全球不同地区作为人类食物、生产原料或药材等广泛使用，该科类群也因普遍具有优良的园艺观赏价值在全世界尤其热带亚热带地区大量栽培。此外，该科超过90%的物种分布于热带雨林地区，亦是探讨热带雨林生物多样性起源演化问题的理想对象。由于该科社会关注度高，长期以来吸引了众多研究者的关注，关于该科类群的系统分类学研究长期且持续开展，不断增进人们对该科类群在系统演化及分类学等方面的认识，然而到目前为止该科在族层面的系统发育框架依然未能得到很好解决，属级层面系统关系的解析更是如此。

中国科学院华南植物园葛学军研究员与华南农业大学姚纲博士、英国邱园William J. Baker博士等多家单位研究人员展开合作，基于叶绿体系统发育基因组学研究手段，采用叶绿体基因组83个编码区序列联合矩阵以及83个编码区序列和22个非编码序列联合矩阵对棕榈科178属 (占该科所有属的98.3%) 276种的系统关系进行了研究。结果表明：（1）基于叶绿体系统发育基因组学手段能有效解决棕榈科系统关系，该科所有5亚科、28族以及绝大部分属间关系均得到解决并获得了很高支持；2）增加部分非编码区序列数据能有效提高棕榈科众多节点的系统发育关系解析度；（3）参考所得叶绿体系统发育框架，棕榈科目前所界定的亚科、族以及众多亚族均获得了支持，但该科之中最大的族槟榔族（Areceae）之中多个亚族的单系性未能获得支持，有待进行新的分类处理；（4）对于棕榈科中目前在亚族水平尚未进行分类处理的多个属，其系统位置得以确定，为其在亚族水平的分类处理提供了系统发育依据；（5）将本研究所得棕榈科叶绿体系统发育框架与前人已报道的该科核基因系统发育框架相比，该科之中众多节点关系高度一致，但同时在族、亚族及属等层面也有不少节点存在明显的核-质冲突（Nuclear-plastid discordance）现象，初步推测可能与杂交（Hybridization）或不完全谱系分选（Incomplete lineage sorting）等进化事件有关。

该项目基于对棕榈科在属级层面近乎全面的取样并采用叶绿体系统发育基因组学分析，获取了该科在属级层面系统关系得到高度解析的系统发育框架，增进了对该科类群“生命之树”的理解，为该科在后续的分类学、生物地理学及生物多样性起源演化等方面的研究提供了坚实的系统发育框架，亦为从近乎全属层面进行取样对被子植物大科类群开展系统发育基因组学分析提供了案例参考。

相关研究成果发表在BMC Biology杂志上。该项目得到了中国科学院B类先导专项”、中国科学院国际合作计划，以及中国科学院生物资源计划等项目的资助。

论文链接：https://rdcu.be/c665m