青藏高原肉果草属叶绿体基因组及系统发育研究取得阶段性成果

发布时间：2018-08-15　科技处

　　肉果草属（Lancea），仅肉果草（Lancea tibetica）和粗毛肉果草（Lancea hirsuta）2种，主要分布于青藏高原及其毗邻地区。现有基于叶绿体基因片段与核基因片段的分子系统发育研究均未能很好的解析肉果草属系统位置以及与近缘类群的亲缘关系。

图1 肉果草（Lancea tibetica Hook.f.et.Thoms.）图 2 粗毛肉果草（Lancea hirsuta Bonati）

　　“青藏高原植物适应与进化”学科组基于二代测序技术，首次报道了肉果草、粗毛肉果草叶绿体基因组。这一研究成果于2018年以“The Complete Chloroplast Genomes of Two Lancea Species with Comparative Analysis”为题发表在了“Molecules”期刊上。

　　肉果草属两种植物叶绿体基因组具有被子植物叶绿体基因组典型的四分体结构，其大小在153664~154045bp之间。共编码79个蛋白质基因，4个rRNA基因以及23（22）个tRNA基因（粗毛肉果草中trnT-UGU基因缺失）。通过与近缘类群叶绿体基因组比对分析发现其叶绿体基因组在结构上都非常保守，所有基因的排列顺序在这些基因组中都保持一致，没有大的倒位结构或基因排列顺序的改变，仅在边界区域存在少量结构差异，同时发现非编码区是主要的核苷酸变异热点区域。此外叶绿体基因组中含有丰富的串联重复序列，为今后开展分子系统学以及物种的遗传多样性研究提供了丰富的数据。

　　基于肉果草、粗毛肉果草以及唇形目下22个物种叶绿体基因组数据，从全基因组序列、蛋白编码序列使用最大似然法（ML）和贝叶斯法（BI）构建系统发育树。结果显示相较于基于叶绿体基因片段和核基因片段的传统系统学分析，物种间系统关系的解决程度和节点的支持率上都有一定的提高。在所有的系统发育树中肉果草属始终为一单系类群，得到了100%的支持率的支持。且这一类群始终与透骨草科、泡桐科、列当科形成一进化枝，结果支持将肉果草属从广义玄参科剥离成立通泉草科。同时，也较好的解决了肉果草属与近缘类群的系统发育关系。