榕屬葉綠體基因組比較研究獲進展

近年來,葉綠體基因組因基因組小、突變率和重組率低的特點,被廣泛用於植物系統發育、分子進化、譜系地理學的研究。榕屬(Ficus)作為桑科的最大屬,且是熱帶雨林的關鍵物種,而其系統發育關係仍需進一步研究。榕屬物種具有多樣的生態型,體現了對不同生境的高度適應性。儘管近年來關於榕屬葉綠體基因組的研究有所發展,但缺少基於較大樣本量的全屬水平的葉綠體基因組的結構變異及系統進化的分析。

中國科學院西雙版納熱帶植物園協同進化研究組與吉林農業大學合作,對囊括了6個榕亞屬的24種葉綠體基因組進行全面分析,揭示了基因組中的高變區域以及蛋白編碼基因的選擇進化模式。研究進一步結合先前發表的40個榕屬葉綠體基因組,進行了系統發育分析和物種分化時間的估算。結果表明:榕屬葉綠體基因組在結構上具有很高的保守性,鑑定到8個分化熱點區域,為區分近緣種以及群體水平的譜系地理分析提供候選區域。三個蛋白編碼基因(clpP、rbcL、ccsA)受到正選擇作用,或有助於不同生活型的榕樹對不同生境的適應,其餘蛋白質編碼基因均經歷了純化選擇。同時,基於葉綠體基因組資料構建的系統發育樹為解決榕屬植物的系統發育提供了新見解。葉綠體基因組的分化時間估計則與基於核基因的分化時間相似,約起源於74。5百萬年前,快速分化於中新世早期至中期,這一時間與中新世早期的全球變暖和中新世氣候適宜期相吻合。

相關研究成果以Comparative chloroplast genome analysis of Ficus (Moraceae): Insight into adaptive evolution and mutational hotspot regions為題,發表在Frontiers in Plant Science上。研究工作得到中科院“西部之光”人才培養計劃“西部青年學者”專案、雲南省基礎研究計劃專案和國家自然科學基金的支援。

榕屬葉綠體基因組比較研究獲進展

榕屬物種葉綠體基因組系統發育樹

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【來源:中科院之聲】

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