黄绿藻（黄绿藻纲，异鞭毛植物门）多细胞性的演化及其生殖策略

多细胞性的演化长期以来与繁殖策略密切相关。一个由来已久的争论在于，多细胞生物主要是由可最大限度降低遗传异质性的小型单细胞繁殖体所稳定，还是由可能提高个体发育成功率和存活率的大型多细胞及多核繁殖体所稳定。黄藻纲为研究这些问题提供了极佳的模型：该类群在单细胞、多细胞丝状体和共质体形态之间发生转变，同时具有多样的繁殖方式，包括单细胞游孢子和自孢子，以及多核单孢子和静孢子。然而，在这一谱系中，仍缺乏稳健的系统发育框架和系统性的性状演化分析。本文基于18个物种的680个核基因数据集构建了系统基因组学框架，其中包括17个新生成的转录组。核基因系统发育结果稳健解析了所有采样类群间的目间和科间关系，拼接分析与共祖分析结果完全一致；同时，来自33个物种的质体（141个基因）和线粒体（31个基因）数据集也恢复了相同的拓扑关系。基于这些结果，我们建立了1个新目（Pseudopleurochloridales），修订了1个目（Heterococcales），并提出了5个新科。祖先性状重建表明，至少发生了4次从单细胞祖先向简单多细胞性的独立转变。关于多细胞性和繁殖性状的贝叶斯分析显示，这些转变始终伴随着从多种自孢子型繁殖体向单一单孢子型和静孢子型繁殖体的转变；而回复为单细胞性则与基于自孢子的繁殖重新出现相关。上述结果为理解黄藻纲多细胞性的演化提供了系统基因组学框架，并阐明了繁殖方式与简单多细胞性起源之间的关系。

多细胞性的演化长期以来与生殖策略密切相关。一个长期存在的争论是，多细胞生物主要由可最小化遗传异质性的小型单细胞繁殖体所稳定，还是由更大型的多细胞和多核繁殖体所稳定，后者可能提高个体的发育成功率和存活率。黄藻纲为研究这些问题提供了极佳的模型，该类群在从单细胞到多细胞丝状体和多核共质体形式的转变过程中，表现出多样的繁殖方式，包括单细胞游动孢子和自孢子，以及多核单孢子和静孢子。然而，该类群仍缺乏稳健的系统发育框架和对性状演化的系统分析。本文基于18个物种的680个核基因数据集构建了系统发育基因组框架，其中包括17个新获得的转录组。核基因系统发育树以完全一致的拼接分析与汇合分析结果，稳健解析了所有采样类群之间的目间和科间关系；而来自33个物种的质体（141个基因）和线粒体（31个基因）数据集则恢复出相同的拓扑结构。基于这些结果，我们建立了1个新目（Pseudopleurochloridales），修订了1个目（Heterococcales），并提出了5个新科。祖先性状重建表明，至少发生了4次从单细胞祖先向简单多细胞性的独立转变。关于多细胞性和生殖性状的贝叶斯分析显示，这些转变始终伴随着从多种自孢子型繁殖体向单一单孢子型和静孢子型繁殖体的转变；而向单细胞性的逆转则与基于自孢子的繁殖方式重新出现相关。这些结果为理解黄藻纲中的多细胞演化提供了系统发育基因组框架，并揭示了生殖方式与简单多细胞性起源之间的关系。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.06.743135v1?rss=1

🏷️ 黄绿藻 多细胞性演化 系统基因组学 繁殖策略 祖先性状重建