有花植物类群生活史与形态特征展现出丰富的多样性，而理解表型多样性或差异性如何在地质时间尺度上形成和演化，是进化生物学的核心目标之一。尽管已有研究聚焦被子植物物种多样化的宏观模式，探讨植物类群性状差异的时间动态规律，但性状差异的驱动过程及其与基因组演化的关联性仍存在认知空白。前期有研究认为形态多样性与物种多样化存在关联，但多项研究不支持这一推论。植物创新性状的产生可能与基因组加倍事件导致的基因复制相关，且新性状演化常发生在基因组冲突显著的系统发育节点。这表明，通过性状与基因组数据的联合分析，有望揭示性状演化的可能机制。因此，有必要对性状演化、基因组变化及多样化过程进行整合分析，以探讨三者间的内在联系。壳斗目是温带与亚热带森林的重要组成成分，其中较多物种是建群种和优势种。壳斗目拥有丰富的化石，是将化石证据整合到植物进化研究的模式系统。该类群兼具高的物种多样性与性状多样性，但其演化的驱动机制尚不明确。近日，中国科学院昆明植物研究所伊廷双团队与李德铢团队，联合美国密歇根大学Stephen A. Smith团队，整合多种证据揭示了壳斗目性状多样化“早期爆发”的模式，发现性状演化常与基因复制相关，而物种多样化与性状多样化和基因组进化无直接相关性。该研究利用壳斗目156个物种（新测序149个）的转录组数据和232个物种（包含52个灭绝物种）的性状数据，构建了一棵包含化石种的壳斗目植物系统发育树，进一步明确壳斗目系统发育框架，解析了桦木科、胡桃科、壳斗科内部此前存在争议的亲缘关系。研究发现，壳斗目起源于早白垩纪，干群年龄约1.085亿年，冠群年龄约1.05亿年；现存7个科的冠群分化均发生于白垩纪。研究显示，胡桃科共有一个全基因组加倍事件，以及12个壳斗目的基因加倍节点。桦木亚科、胡桃亚科的属间关系存在基因树冲突，壳斗科栎亚科系统发育中冲突显著。性状演化结果表明，早新生代时期壳斗目形态空间与现在相近，符合性状分化的“早期爆发”模式，且表型进化与基因复制事件相关，与基因冲突不相关。物种多样化与性状和基因组进化模式不相关，检测到的5个物种多样化速率变化显著节点与基因重复或性状创新无直接关联，表明植物多样性在地质时间尺度上演化的多维性。相关研究成果在线发表在《植物学报（英文版）》（Journal of Integrative Plant Biology）上。研究工作得到国家自然科学基金、科技基础资源调查专项、云南省相关项目的支持。论文链接壳斗目化石校准的系统发育时间树壳斗目的时间形态空间演化和7个科的形态空间大小。A、B和D基于现存和灭绝的物种，C仅基于现存物种；A显示了壳斗目性状演化的“早期爆发”模式。