苦苣苔科芒毛苣苔族质体基因组进化与系统基因组学

芒毛苣苔族苦苣苔科中种类最多的分类疑难类群。基于少量分子标记无法解析亚族和属间系统发育关系。本研究新报道了11蒴苣苔属植物的质体基因组,并采用系统基因组学方法探究芒毛苣苔族7亚族79种的系统发育关系,以及开展形态性状演化分析。结果表明半蒴苣苔属的质体基因组大小介于152,742 bp和153,695 bp之间。在芒毛苣苔族中,质体基因组长度介于152,196 bp和156,614 bp之间,GC含量的范围为37.2%至37.8%,含有121-133个基因,其中80-91个蛋白质编码基因,34-37个tRNA基因,8个rRNA基因。IR边界发生明显的收缩和扩张。共检测到24,299个单核苷酸多态性位点和3,378个插入缺失位点,其中大部分单核苷酸多态性位点为错义突变和沉默变异。在芒毛苣苔族的质体基因组中存在简单重复序列1968个,串联重复序列2055个,散在重复序列2802个。相对同义密码子使用率和有效数密码子数的结果表明,芒毛苣苔族的密码子使用情况是保守的。同时筛选出13个高变区作为芒毛苣苔族物种鉴定的潜在分子标记。


本研究基于整个质体基因组(去除一个IR区)和80个CDS序列,所得到的系统发育框架基本一致蒴苣苔亚族与长蒴苣苔亚族的姐妹关系,并高度支持马铃苔属是半蒴苣苔属的姐妹群。形态性状重建分析表明芒毛苣苔族的形态特征呈现出复杂的进化模式。本研究结果选择芒毛苣苔族分类学价值的形态性状以及分类系统等工作提供更多的证据

11种半蒴苣苔属植物的质体基因组结构


芒毛苣苔族贝叶斯树(左)和最大似然树(右)


本研究以Plastome evolution and phylogenomics of Trichosporeae (Gesneriaceae) with its morphological characters appraisal”https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1160535为题发表于植物学主流期刊Frontiers in Plant Science中科院1区,IF=6.627该项工作由南昌大学、中国科学院植物研究所、中国科学院广西植物研究所和黔南民族师范学院合作完成南昌大学流域生态学研究所硕士生崔艳芳和周鹏为论文共同第一作者,向小果研究员为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金32060056316702123137022731300181江西省“双千计划”jxsq2018106032项目的资助。