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研究进展

武汉植物园完成东非葫芦完整叶绿体基因组解析

葫芦科(Cucurbitaceae)作为被子植物中重要的经济类群,包含95属900余种植物,其中瓜类作物具有重要的农业经济价值。葫芦属(Lagenaria)为该科的代表性属,共包含6个物种,但仅有葫芦(Lagenaria siceraria)被广泛栽培利用。葫芦属的东非葫芦(Lagenaria abyssinica)因其药用价值和作为传统容器的实用功能而备受关注。然而,该物种的遗传信息尚未见报道,这严重制约了对其系统进化地位以及种质资源利用等方面的深入研究。
近期,中国科学院武汉植物园东非植物区系与分类学科组与湖南师范大学生命科学学院植物分类学研究团队合作,成功解析了东非葫芦叶绿体全基因组序列。该研究首次完成了东非葫芦叶绿体基因组的测序与精确注释,不仅填补了这一重要野生种质资源的分子数据空白,更为葫芦科植物的系统发育重建、进化机制解析以及药用资源开发利用提供了重要的分子生物学基础。
研究显示,东非葫芦的叶绿体基因组全长为156, 800 bp,为典型的环状四分体结构。通过比较分析,研究人员发现了20个高度变异的基因位点,或可作为潜在的DNA条形码用于物种鉴定。该项研究还鉴定出32个正选择的基因,这些基因可能在东非葫芦适应特定环境的过程中发挥了关键作用。利用新获得的叶绿体基因组数据,研究团队对东非葫芦的系统发育关系进行了梳理。分析结果显示,东非葫芦与葫芦具有较近的亲缘关系,葫芦属与西瓜属(Citrullus)为姐妹类群。
研究成果以“The complete chloroplast genome of Lagenaria abyssinica (Hook.f.) C. Jeffrey: comparative and phylogenetic analysis”为题,在国际植物学期刊Genetic Resources and Crop Evolution上发表。武汉植物园与湖南师范大学生命科学学院联合培养的硕士研究生许海霞为第一作者,湖南师范大学谭英讲师、蔡秀珍副教授及武汉植物园胡光万研究员为共同通讯作者。
这项研究得到了湖北省科学技术创新人才与服务计划(2022EHB031),国家自然科学基金项目(32270228),中国科学院中-非联合研究中心项目(SAJC202401)的支持。

图1 东非葫芦与其他葫芦科物种系统发育关系


东非植物区系与分类学科组:许海霞

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