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红门兰亚族(Orchidinae)属兰科(Orchidaceae)兰亚科(Orchidoideae)红门兰族(Orchideae),约50属,超过1,800种,广泛分布于北半球温带地区以及新世界和旧世界的热带地区,其中亚洲约30属1,000种,是泛喜马拉雅地区兰科植物最大的亚族。虽然亚族内各属之间的界定和划分已得到较好的初步研究,但对于其起源时间、分布模式和多样化进程却依旧存在诸多疑问。泛喜马拉雅地区作为全球生物多样性热点地区之一,现存1,500属超过12,000种维管植物,但对于该地区生物多样性成因及相关影响因素的研究却不多。本文利用2个核基因片段(ITS,Xdh)及5个叶绿体基因(mat K,psa B,psb A-trn H,rbc L,trn L-F),选取了42属350种,对在泛喜马拉雅地区分布的物种进行密集取样,构建系统树。在此基础上,通过分化时间估算、祖先分布区重建、多样化速率分析以及多样化相关性分析等方法,重建了兰科红门兰亚族的时空格局,并探讨红门兰亚族植物在泛喜马拉雅地区多样化模式及相关影响因素。主要研究内容和结果如下:(1)红门兰亚族的系统发育贝叶斯分析结果认为,广义红门兰亚族(Orchidinae s.l.)很好地形成一个单系,分成三个进化支。鸟足兰属(Satyrium)是其余支系的姐妹群。Superclade I中,苞叶兰属(Brachycorythis)和Schizochilus作为狭义红门兰亚族(Orchidinae s.s.)的连续姐妹群处于分支基部。舌唇兰属(Platanthera)形成一个单系群。Superclade II中,Stenoglottis成为玉凤花属(Habenaria)-角盘兰属(Herminium)-阔蕊兰属(Peristylus)等联合群体的姐妹群。玉凤花属是一个多系群,分为两个进化支。(2)红门兰亚族的历史生物地理分化时间估算及祖先分布区重建的结果表明,现存红门兰亚族(Orchidinae s.l.)的最近共同祖先于渐新世中期起源于非洲。中新世早期,玉凤花分支II(Habenaria II)从非洲起源,随后经亚洲热带进入泛喜马拉雅地区;角盘兰属(Herminium)和玉凤花分支I(Habenaria I)在泛喜马拉雅地区就地起源。至中新世中期,小红门兰属(Ponerorchis),舌喙兰属(Hemipilia),和阔蕊兰属(Peristylus)的各自祖先相继于亚洲热带亚热带起源。中新世中期后,温带类群舌唇兰属(Platanthera)和手参属(Gymnadenia)开始出现,舌唇兰属(Platanthera)在中新世中后期由亚洲东北部温带地区起源,而手参属(Gymnadenia)起源于上新世晚期的地中海及欧洲大陆。随着泛喜马拉雅地区晚期的扩张性抬升、全球气候波动及高山生境的扩张,红门兰亚族的各类群自上新世开始发生了35次向泛喜马拉雅地区迁移和扩散事件。同时,在不同支系内发生了20次由泛喜马拉雅地区向热带、亚热带及温带的迁出事件。表明泛喜马拉雅地区同时是红门兰亚族的扩散中心和分化中心。(3)红门兰亚族的多样化模式红门兰亚族整体符合平稳分化,稍有加速的多样化模式,但内部各支系具有不同的多样化模式。玉凤花分支I和玉凤花分支II处于快速辐射的早期阶段,多样化速率较高且不断增加。手参属(Gymnadenia)、小红门兰属(Ponerorchis)和舌喙兰属(Platanthera)多样化速率随时间保持恒定。角盘兰属(Herminium)和阔蕊兰属(Peristylus)自起源后一直保持着稳定的多样化速率,直到近期才有稍微的增加。而舌唇兰属(Platanthera)的分化速率整体呈现明显的下降趋势。性状与多样化相关性分析结果表明,高海拔及高山植被类型的灭绝速率比其他状态低,说明泛喜马拉雅地区可能为红门兰提供了新的生态位或有利于物种保存的生境。