进化历史和多倍体化导致贯叶连翘属化学多样性的快速变化

多倍体化可深刻影响植物代谢物的生物合成，然而，尽管化学多样性在介导植物与环境相互作用中具有核心作用，多倍体化对化学多样性的影响仍知之甚少。Hypericum属中跨越不同倍性水平共存的兼性无融合生殖与有性生殖系统，为研究多倍体化后化学多样性的演化提供了一个极佳模型。我们分析了贯叶连翘属三个分类群——H. maculatum、H. perforatum subsp. perforatum和H. perforatum subsp. veronense——所选种群的倍性水平及叶片代谢指纹。多倍体化在这三个分类群中均较为常见。叶片代谢指纹受母本植物（F0）倍性水平的影响，其分化程度比受后代（F1）倍性水平的影响更为显著。尽管在大多数倍性水平的植株中均出现了独特的代谢特征，二倍体植株所表现的代谢特征少于多倍体植株。在H. perforatum subsp. perforatum中，较高的F0倍性水平与更高的香农多样性、功能性Hill多样性以及属于特定化学家族的特征强度相关，但在H. maculatum和H. perforatum subsp. veronense中未观察到这一现象。我们的研究结果表明，多倍体化可导致Hypericum属中跨代化学多样性的快速转变。与多倍体化相关的H. perforatum化学多样性的快速分化，可能促成其显著的入侵潜力。

多倍体化能够深刻影响植物代谢物的生物合成，然而，尽管化学多样性在调节植物与环境相互作用中具有核心作用，其对化学多样性的影响仍知之甚少。贯穿不同倍性水平、兼具兼性无融合生殖与有性生殖系统的金丝桃属（Hypericum），为研究多倍体化后化学多样性的进化提供了一个极佳模型。我们分析了三个金丝桃分类群——斑点金丝桃（H. maculatum）、贯叶连翘指名亚种（H. perforatum subsp. perforatum）和维罗内斯贯叶连翘（H. perforatum subsp. veronense）——所选种群的倍性水平及叶片代谢指纹。多倍体化在这三个分类群中均较为常见。叶片代谢指纹受母本植株（F0）倍性水平的区分作用比受子代（F1）倍性水平的区分作用更为显著。尽管在大多数倍性水平的植物中都出现了独特的代谢特征，但二倍体植物表现出的代谢特征少于多倍体植物。在贯叶连翘指名亚种中，更高的F0倍性水平与更高的香农多样性、功能性Hill多样性以及属于特定化学家族特征的强度相关，但这种关系在斑点金丝桃和维罗内斯贯叶连翘中并未观察到。我们的研究结果表明，多倍体化能够导致金丝桃属化学多样性在世代间发生快速转变。与多倍体化相关的贯叶连翘化学多样性的快速分化，可能促成了其显著的入侵潜力。

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🏷️ 多倍体化 化学多样性 植物代谢组 贯叶连翘属 进化历史 入侵潜力