荨麻科（Urticaceae）是被子植物蔷薇目中的一个大科，目前共包含54属约2600余种。该科植物全球广布，其物种多样性中心位于热带地区，尤其是热带亚洲和中南美洲；温带地区的物种多样性相对较低。在形态上，荨麻科植物在生活型、花序类型以及雌花柱头等方面表现出极高的多样性。许多种类具有重要的经济价值，部分物种不仅是重要的纤维作物，在药理学领域也具有潜在应用前景。纵观其分类历史，由于荨麻科植物常具刺毛、花通常极小且结构复杂，因此基于形态的系统学研究一直存在较大争议。目前，学界基本认可将其划分为六个族，这一划分方案也得到了分子系统学研究的支持（图1）。然而，荨麻科在科级水平上的分子系统学研究仍比较薄弱。此前的研究多局限于使用少数分子片段和有限的类群取样，未能充分解析科内的系统发育关系，从而制约了对该科多样性和时空演化历史的深入探讨。

图1 荨麻科主要分类系统沿革，涵盖了从早期形态分类到最近分子系统学研究的发展历程。

为了构建荨麻科稳固的系统发育框架，中国科学院昆明植物研究所李德铢团队与伊廷双团队联合英国皇家植物园邱园、爱丁堡大学以及美国史密森学会国家自然历史博物馆等多家机构，依托中国西南野生生物种质资源库，在全球范围内开展了全面取样。通过整合文献及NCBI等数据库中的公开数据，共获取了54属345种、总计485份样品的叶绿体基因组和核糖体DNA（nrDNA）数据。基于叶绿体基因组87个蛋白质编码基因和nrDNA开展了系统发育基因组学研究，并结合已发表的被子植物“353核基因”数据集所含的系统发育关系，对该科的分类系统进行了修订。

图2 基于叶绿体基因组87个叶绿体蛋白质编码基因（CDS）（A）和核糖体DNA（nrDNA）（B）的串联数据，通过最大似然法构建的荨麻科系统发育树比较。黑色虚线连接两种拓扑结构中一致的属或分支。除特别标注外，所有节点支持率均大于90%；图中仅标注支持率未达到该阈值的节点（BS ≤ 90%）；其中支持率低于 70%的节点以红色五角星标示。

研究结果表明，叶绿体基因组数据能够较好地解析荨麻科属及以上阶元的系统发育关系，科内四个支系以及六个族的单系性均得到支持。与基于nrDNA数据集构建的系统发育树相比，二者在属的单系性及属级以上的系统发育关系基本一致，差异主要体现在nrDNA系统树中支持率较低的节点更多（图2）。

图3 基于87个叶绿体蛋白质编码基因串联数据（A）与Baker等（2022）基于被子植物“353核基因”数据集（B）分别构建的系统发育树比较。黑色虚线连接两种拓扑结构中相同的属或分支。

将该研究基于叶绿体基因组构建的系统发育关系，与Baker等（2022）基于被子植物353核基因集包含的荨麻科系统发育关系（包含74个样本，覆盖52属73种）进行比较，发现二者在属间系统发育关系上高度一致（图3）。在此基础上，结合形态学特征及相关文献资料，研究者对荨麻科六个族进行了详细的分类修订，并新增了第七个族——肉被麻族（Sarcochlamydeae）。该族隶属于第四分支（Clade IV），与Cecropieae族互为姐妹群。此外，该研究发现了一个新属即家瑞麻属（Chiajuia），隶属于Cecropieae族。该属物种先前曾被鉴定为长序水麻（Debregeasia wallichiana Wedd.）。属名以中国著名植物分类学家陈家瑞先生命名，旨在致敬他对荨麻科分类学的重要贡献（图5）。该研究基于系统发育基因组数据对荨麻科开展了全面的系统学研究，为该科在纤维作物驯化、生物地理及多样化历史等领域的深入研究奠定了基础。

图4 家瑞麻Chiajuia wallichiana (Wedd.) ZengY. Wu,X.G. Fu & D.Z. Li的生境及其不同器官形态特征。A，生境；B，植株形态；C，伸展的枝条；D，叶痕及茎的纵切面（右下）；E–F，叶片正面；G，托叶；H–I，叶片背面；J，叶与花序的排列；K，花序；L，雄蕊与花梗；M，雄花（左上）与雌花（右下）。

以上研究成果以A robust phylogenomic framework supports a revised intrafamilial classification of Urticaceae为题，发表在Plant Diversity期刊上。昆明植物研究所在读博士研究生付小刚和刘杰研究员为共同第一作者，吴增源副研究员、李德铢教授（现山东农业大学）和伊廷双研究员为共同通讯作者，在读博士研究生Amos Kipkoech、刘水银博士、田琴博士、英国爱丁堡大学Richard I. Milne博士、英国皇家植物园邱园Alex K. Monro博士以及美国史密森学会国家自然历史博物馆Gregory W. Stull博士参与了相关工作。该研究得到国家自然科学基金项目（42171071）、云南省基础研究项目（202401AT070190）、云南省高层次人才支持计划云岭学者项目（XDYC-YLXZ-2024-0021）和中国科技基础资源调查专项（2019FY100900）等项目的资助。

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