雜交是植物界中普遍存在的現(xiàn)象，也是物種多樣化的重要驅(qū)動(dòng)因素。通常，研究人員利用不同基因樹之間系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系的沖突來推測雜交事件。雜交、基因漸滲、基因復(fù)制和丟失、不完全譜系分選以及進(jìn)化率變異等因素可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系沖突。隨著時(shí)間的積累，基因突變和重組等事件會(huì)稀釋和改變雜交后代中來自親本的遺傳印記。因此，闡明古老雜交事件具有挑戰(zhàn)性。卷柏科起源于石炭紀(jì)，并在二疊紀(jì)-三疊紀(jì)大滅絕事件中幸存下來?，F(xiàn)今僅存卷柏一個(gè)屬?；谫|(zhì)體和線粒體基因組的系統(tǒng)發(fā)生分析結(jié)果，科研人員將卷柏科分為Superclade A、Superclade C和紅枝卷柏分支三個(gè)超進(jìn)化支。其中，紅枝卷柏分支的系統(tǒng)位置發(fā)生改變。而這一現(xiàn)象尚無合理解釋。中國科學(xué)院植物研究所張憲春研究組利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)重建了卷柏科系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了3個(gè)基因集合分別支持紅枝卷柏分支3個(gè)系統(tǒng)位置——與Superclade A為姐妹群、與Superclade C為姐妹群、與Superclades A+C互為姐妹群。進(jìn)一步，科研人員通過基因流檢測、物種網(wǎng)絡(luò)推斷、直系和旁系同源基因的Ks分布等研究，提出了紅枝卷柏分支的雜交起源假說，并得到了根托位置和方向、孢子表面紋飾證據(jù)的支持。染色體證據(jù)揭示了紅枝卷柏分支多倍化的特征。分化時(shí)間估算顯示，紅枝卷柏的雜交和多倍化事件發(fā)生在早三疊紀(jì)。這是目前在維管植物中最早出現(xiàn)的異源多倍化事件?？蒲腥藛T分析并整合證據(jù)，發(fā)現(xiàn)了古雜交起源支系呈現(xiàn)3個(gè)系統(tǒng)位置的原因在于基因轉(zhuǎn)換保留了親本等位基因，闡明了迄今最早發(fā)生的古雜交事件。上述成果深化了科學(xué)家對(duì)“古雜交是植物多樣化的重要進(jìn)化力量”的認(rèn)知，為揭示古老雜交事件開辟了新途徑。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《分子生物學(xué)與進(jìn)化》（Molecular Biology and Evolution）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金的支持。?論文鏈接轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)重建卷柏科系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系