人参属(Panax L.)是五加科(Araliaceae Juss.)内最为重要的一个属,该属内几乎所有的物种都被广泛地运用于传统中医中药中。已有的研究表明,人参属物种目前间断分布于东亚和北美,并在进化过程中发生了多次的全基因组复制(whole genome duplication,WGD)事件。本研究通过运用多个叶绿体基因和核基因对人参属各物种的多倍化(polyploidy)和多样化(diversification)进行了初步探讨。首先,我们通过分子系统发育分析证实了人参属东亚——北美间断分布的两次独立起源学说,并在此基础上揭示了人参属物种在进化过程中所发生的古老多倍化(ancient duplication)和近期多倍化(recent duplication)事件。此外,通过对人参属物种分歧时间的估算,表明古老的全基因组复制事件可能发生在人参属形成之前。随后,在人参属中又发生至少两次独立的近期全基因组复制事件。其中一次近期多倍化事件导致形成一个四倍体祖先物种,该祖先物种随后在地理隔离下分化成目前的三个四倍体物种,即人参(P.ginseng)、竹节参(P.japonicus)和西洋参(P.quinquefolius)。另一次近期多倍化发生在羽叶三七(P.bipinnatifidus)复合体中。基于对36个核基因的群体遗传学分析显示,本研究中所使用的二倍体物种三七(P.notoginseng)与两个四倍体物种人参(P.ginseng)和西洋参(P.quinquefolius)相比,其核苷酸多样性显著较低,并且这三个物种在外显子区域显示了不同的核苷酸多样性模式。根据本研究的系统发育和群体遗传学的分析,结合以往对人参属物种分布格局的研究表明:两轮的全基因组复制事件及地理与生态隔离可能共同促进了人参属物种的进化和多样性。