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标题: Nature文章是怎么炼成的？中国被子植物区系的进化史 [打印本页]

作者: 邓文龙 时间: 2018-2-12 15:32
标题: Nature文章是怎么炼成的？中国被子植物区系的进化史
本帖最后由邓文龙于 2018-2-12 16:00 编辑

张宁科学网博客博文

Nature文章是怎么炼成的？精选

已有 1138 次阅读 2018-2-12 05:04

系统分类:科研笔记| nature, 生物多样性

这几天我的朋友圈被一篇Nature文章刷屏了，仔细一看原来是我的博士导师之一，陈之端老师课题组发表的。今天，有幸邀请到共同第一作者孙苗，也是我的师弟，“八卦”一下这篇文章背后的故事。

孙苗，中科院植物所博士毕业，现在美国佛罗里达大学自然历史博物馆从事开花植物系统发育和多样化研究；合作导师是美国著名的双院士夫妇，Doug Soltis和Pam Soltis教授。孙苗擅长植物分类和大数据处理，尤其擅长使用Unix Shell与R进行数据挖掘和分析处理。

我和孙苗一人一小瓶啤酒，隔着屏幕干杯，开始了今天的专访。

宁：师弟，首先恭喜你们的文章受邀发表在最新一期的Nature期刊上，对中国生物多样性的保护将有重大的指导意义，也为中国植物科学研究打了一剂强心针。可以简单介绍一下这篇文章的主要发现和意义吗？这个发现是否改变了我们以前的认识呢？

苗：中国有近3万种维管植物，约占全世界的10%，是生物多样性十分丰富的国家之一。而且我们国家的地势地貌复杂多样，尤其是由于青藏高原隆起形成了新的生物多样性热点地区。很多植物学大家，比如吴征镒（2008年中国国家最高科学奖获得者）和路安民先生一直都在探讨哪些地区是生物多样性的“摇篮”（孕育新物种的地区），哪些地区是生物多样性的“博物馆”（保存古老物种的地区）。但以前苦于缺乏大尺度的基因数据，不能得到肯定的结论。我们这篇文章通过重建中国开花植物的亲缘关系和分化时间，结合物种分布数据，揭示了中国开花植物生物多样性形成的时空格局。我们发现中国东部地区是“博物馆”，物种多样性程度高且亲缘关系较离散，也就是遗传多样性高；西部地区是“摇篮”，虽然物种多样性程度高但遗传多样性相对较低。这个发现对中国物种多样性的保护十分重要，因为我们国家现在很多自然保护区大都在西部地区，因为那里人烟稀少，容易建立；而东部地区的自然保护区大都比较稀疏、分散，因为人口比较密集。所以我们在文中建议在中国东部（广东、广西、贵州和海南）建立跨省区的自然保护区和国家公园，从而更加系统地保护该区域较高的遗传多样性。

宁：我注意到这个文章采样十分密集，涵盖了26978种开花植物，我也曾经研究过开花植物，深知工作量巨大，你们是怎么实现的呢？

苗：说来话长，这个项目经历了近30年的积累，充分体现了我的导师陈之端老师的不骄不躁，契而不舍地钻研精神和胸怀博大的科研合作精神。我们并没有闭门造车，而是和很多国内单位（仙湖植物园、武汉植物园，等等）开展了广泛的合作，也和国际单位（美国、澳大利亚等）建立了密切的合作关系。

宁：可以简单介绍一下这个项目的背景吗？你们是如何逐渐形成这篇文章的思路的？我猜一开始可能并没有设想将把这篇文章发到Nature吧。

苗：我认为陈老师思路一直很清晰，一开始心中就有一个大格局，在下一盘大棋。2016年，Journal of Systematics and Evolution的第54期的整个专辑，就是对我们这个工作的初始数据的全面汇报。而这篇Nature文章也只是阶段性成果，后期还会继续发掘，陆续还会有很多成果发表。这篇Nature文章是基于中国生命之树项目（Tree of Life, China Project），于2008年正式启动。

宁：这篇文章投稿过程顺利吗？我注意到从投稿到最后接受用了大约一年时间。

苗：总体是顺利的，这篇文章一开始就投到了Nature，三个审稿人的意见都比较正面，只是提了一些改进意见。后来，陈老师动员我们组内外又增加和强化了很多分析，由于数据量大，运算周期长，所以一共用了大约一年的时间。而且，据我了解，发Naure一年的周期属于正常运行时刻表，不算长。

宁：作为一名青年科学家，您是如何平衡家庭和工作的呢？

苗：来美国之前，Soltis夫妇在我心中是神一样的存在。以前，我认为可以在他们的实验室学习到很多学术知识和技术。几年下来，的确学了很多东西。原来看见代码就打怵，现在也能教别人写代码了。但我认为最重要的是跟他们学会了思考问题的方式，以及如何协调家庭和工作。Soltis夫妇精力十分旺盛，每天都坚持早起和运动，身体比我的还好；他们夫妻之间琴瑟和鸣，可以说是科研界的“神雕侠侣”。我现在也深深地认为家庭是第一位的，没有和谐的家庭何谈科研呢？美国有一句话说得好，“Happy Wife, Happy Life”，我也深表同意。

宁：我知道你擅长R，这篇文章里面有没有用到R呢？哪几个图是用R做的呢？

苗：谈不上擅长。不过我以前的确是电脑小白，现在也能熟练运用R和Python编写代码了。而且，我还参加了美国当地的公益组织，Data and Software Carpentry。一开始我也是听课学习的，后来我取得了培训资格证书，现在已经成为资深培训师，培训美国当地人使用R和Unix Shell (Bash)进行日常数据处理。我们这篇文章有很多分析和图是用R制作的，比如正文的平均分化年龄（MDTc）在网格内的评估分析系统发育多样性(PD)，以及图4和附件数据里面的图表。R语言在统计和制图方面很有优势，可以清晰明确地展现你的科学发现，而且绘图是高质量的，可以达到直接发表水平。春节后，我受邀在“投必得学院”讲授R语言和Unix基本操作，感兴趣的朋友可以关注一下他们的公众号，了解一下动态。

宁：谢谢您接受我们的专访，最后可否对年轻科研工作者和研究生们介绍一下您的成功经验吗？

苗：我感觉合作对科学研究十分重要，是做好科研的法宝。陈老师就十分善于合作，他为人谦逊儒雅，不争名夺利，大家都很信服他。我能来到Soltis实验室工作，也是陈老师和Soltis教授长期合作的结果。

nature文章链接：https://www.nature.com/articles/nature25485

博文链接地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-517486-1099500.html

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作者: 邓文龙 时间: 2018-2-12 15:56
本帖最后由邓文龙于 2018-2-14 09:42 编辑

Google软件译：

自然：中国被子植物区系的进化史

李立民，毛凌峰，托阳，叶建飞，刘兵，李红蕾，苗孙，约瑟夫·T·米勒，莎拉马修斯，海划弧，牛燕婷，彭丹小，陈友华，斯蒂芬A.史密斯，陈敏，坤坤祥，智乐全胜，越南当当，安明路，Pamela S. Soltis，Douglas E. Soltis，健华李＆Zhi-Duan Chen
自然卷 554，页234 - 238（2018 02月08日）
doi：10.1038 / nature25485
生物多样性进化生态学系统发育植物生态学
收稿日期：
2017年1月26日
公认：
2017年12月22日
在线发布：
2018年1月31日

抽象
高物种多样性可能会导致从近期的快速形态分析“摇篮”和/或在“博物馆”的逐步积累和物种的保护随着时间的推移1，2。中国港口近10％，全球被子植物的，长期以来一直被视为既是一个博物馆，由于与虚拟古老的起源很多物种的存在3，4，和摇篮，许多谱系起源近期地形变化和气候的变化如青藏高原的形成和季风提供的新栖息地的发展，促进了显着的辐射5。然而，没有详细的系统发育研究已经解决了何时以及如何将中国被子植物区系的主要成分聚集在一起形成现今的植被。在这里我们调查中国植物区系的时空发散模式使用该地区的被子植物属的92％的日期系统发育，一个几乎完整的物种水平的树，包括26978种和详细的空间分布数据。我们发现中国的被子植物属中有66％直到中新世（2300万年前（Mya））才出现。中国东部的植物区系具有较大的分歧（平均分歧时间为22.04-25.39Ma），系统发生的超分散性（远缘亲缘的空间共存）和较高的系统发育多样性。在中国西部，植物区系表现出最近的分歧（平均分歧时间为15.29-18.86Ma），明显的系统发生聚类（近亲共同发生）和较低的系统发育多样性。使用模拟分支长度对物种水平的系统发育多样性进行分析，得到类似于属类水平的结果。我们的分析表明，中国东部是一个花卉博物馆，中国西部是一个草本植物的进化摇篮; 中国东部既是博物馆又是木本属的摇篮。这些结果确定了高度物种丰富度和系统发育多样性的地区，为我国开展保护工作奠定了基础。

https://www.nature.com/articles/nature25485

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